输入重定向如何工作？

Question

是的，我已经尝试在其他地方查找它，但是应该说明输入重定向的示例，例如这里，总是有一个令人困惑的警告。在刚刚发布的网站示例中，他们说：

  # echo 'hello world' >output
  # cat <output

第一行将“hello world”写入文件“output”，第二行将其读回并将其写入标准输出（通常是终端）。

但是，cat output会做完全相同的事情，<这里没有。那么区别是什么呢？？

Answer 1

输入重定向（如cat < file）意味着shell正在打开输入文件并将其内容写入另一个进程的标准输入。将文件作为参数传递（正如您在运行时所做的那样cat file）意味着您正在使用的程序（例如cat）需要打开文件本身并读取内容。

基本上，command file将文件传递给command而command < file将文件的内容传递给command. 是的，在像cat filevscat < file这样的情况下，结果没有容易察觉的差异，但是两者的工作方式不同。

要了解其中的区别，请考虑一个年幼的孩子和一个成年人。两个人都可以喝水。但是，大人可以打开水龙头装满玻璃杯（打开文件并阅读其中的内容），而孩子则需要直接给水（它无法打开文件，只能处理其中的内容）。

某些程序，例如cat，能够将文件名作为输入，然后打开文件并对其进行处理。这就是为什么cat file有效。但是，其他程序不知道什么是文件或如何使用它们。他们只知道输入流（比如文件的内容）。例如tr：

$ cat file
foo
$ cat file | tr 'o' 'b'  ## tr can read a stream
fbb
$ tr 'o' 'b' file  ## tr can't deal with files
tr: extra operand ‘file’
Try 'tr --help' for more information.
$ tr 'o' 'b' < file ## input redirection!
fbb

另一个例子是ls它可以很好地处理文件，但忽略输入流：

$ ls
file1  file2
$ ls file1   ## lists only file1: ls takes file names as arguments
file1
$ ls < file1 ## ls ignores its standard input, this is the same as ls alone
file1 file2

其他程序无法处理流，而是需要文件：

$ rm < file ## fails, rm needs a file 
rm: missing operand
Try 'rm --help' for more information.
$ rm file ## works, file is deleted

一些程序可以处理打开文件和读取输入流，但它们的行为方式不同。例如，wc当给定要打开的文件时，它会打印文件名以及行数、单词数和字符数：

$ wc file
1 1 4 file

但是，如果我们只是给它一个流，它无法知道这是来自特定文件，因此不会打印文件名：

$ wc < file
1 1 4

该md5sum命令的行为类似：

$ md5sum file
17fd54512c91e3cd0f70fbaaa9a94d0d  file
$ md5sum < file
17fd54512c91e3cd0f70fbaaa9a94d0d  - 

请注意，在第一种情况下显示文件名file，而在第二种情况下，“文件名”是-：标准输入。

现在，如果您想了解更多详细信息，您可以使用它strace来查看到底发生了什么：

strace -e trace=open,close,read,write wc file 2>strace1.txt

和

strace -e trace=open,close,read,write wc < file 2>strace2.txt

那些将所有的所有细节open()，close()并read()操作由进程中运行。您想看到的是strace1.txt（当文件作为参数传递而不是输入重定向时）包含以下几行：

open("file", O_RDONLY)                  = 3
read(3, "foo\n", 16384)                 = 4

这些意味着文件file被打开并附加到文件描述符3。然后，从foo\n中读取字符串3。strace使用输入重定向时输出的等效部分是：

read(0, "foo\n", 16384)                 = 4

没有相应的open()调用，而是foo\n从0标准输入¹读取字符串。

¹ _{默认情况下，0是标准输入、1标准输出和2标准错误。顺便说一下，这就是为什么file打开为3，那是下一个可用的。}