了解破折号中的管道和重定向

Question

有人问如何将两个命令的输出作为文件传递给另一个命令，他们得到了下面的答案。

( cmd1 | ( cmd2 | ( main_command /dev/fd/3 /dev/fd/4 ) 4<&0 ) 3<&0 )

我需要拆开这个。

假设我有一个文本文件some_file，我希望将它作为输入传递给main_command. main_command将两个文件作为输入。如果我想main_command与some_file命令的输出一起使用cmd2，一种方法是

( cmd2 | ( main_command some_file /dev/fd/4 ) 4<&0 )

• 这其中“最深”的部分（即一切达到顶峰的地方）是 main_command some_file /dev/fd/4. 这只是将文件some_file和/dev/fd/4作为参数传递 给main_command.
• 该4<&0部分表示stdin将指向文件描述符4。
• cmd2 |将 的输出cmd2与后面任何内容的输入连接起来。
• 我真的不知道括号的功能是什么。它们的存在仅仅是为了解析目的还是更多？

我的问题是：

1. 如何解压问题开头的命令？
2. 括号有什么作用？
3. 我对简单命令的解释是否正确？

编辑：我应该说如果我的逻辑是正确的，那么就没有必要回答 1。

Answer 1

这是一个相当复杂的命令。我在最后直接回答了您的问题，但在此之前所有这些都是解压缩命令本身。我试图做到全面，因此某些地方可能比您需要的要详细一些。

在括号创建一个子shell：

( x y z )

意味着从当前的 shell 中派生出一个新的 shell，在其中执行x y z（然后返回到当前的 shell）。子shell 继承了当前的所有内容，但它是一个单独的进程：这意味着它可以将输入通过管道传输到其中，并且可以在不影响父级的情况下进行自己的环境更改。

每个打开的文件都有一个与之关联的数字“文件描述符”。此上下文中的“文件”包括任何类型的输入或输出流，包括真实文件、套接字和标准 I/O 流。这些数字是句柄，可以直接与Cread函数一起使用，以识别您正在谈论的流，以及操作系统提供的相应系统调用以及所有其他 IO 函数。

4<&0 执行重定向，将标准输入文件描述符 (0) 克隆为文件描述符 4。这意味着FD 0 被复制到 4，而不是相反。在这种情况下，它正在修改重定向之前的子 shell 的打开文件。目前，这只是为输入流创建另一个“名称”。但一个关键部分是这两个名称此后彼此独立：FD 4 将始终指代同一个流，即使 FD 0 被更改为指代其他东西并且两者有分歧。

/dev/fd/4是程序访问其自己打开的文件描述符的（非标准）方式。在 Linux 上，它是指向 的符号链接/proc/self/fd，它具体化了当前进程的文件描述符表。程序可以open("/dev/fd/4", O_RDONLY)并获得一个文件句柄，该句柄引用该程序在 FD 4 上的流（例如它4本身）。就程序而言，这只是一个可以像其他任何文件一样打开、关闭和读取的常规文件。因为打开的文件描述符是由子main_command进程继承的，与它所在的子外壳具有相同的文件描述符 4，因此也/dev/fd/4可以在那里工作。

cmd2 | x运行cmd2，并将其标准输出连接到标准输入 - 或 FD 0 - of x. 在您的命令中，x是子shell 表达式。

我们的总指挥

cmd2 | ( main_command /dev/fd/4 ) 4<&0

然后有三个主要部分：

1. 运行cmd2并将其输出通过管道传输到( main_command /dev/fd/4 ) 4<&0.
2. 让4另一名由确定的流0（标准输入）( main_command /dev/fd/4 )。
3. 作为参数运行main_command，/dev/fd/4它将（大概）作为文件打开并从中读取，获取cmd2.

最终效果是main_command获得一个路径名参数，它可以打开并cmd2从中读取输出，这与 Bash 进程替换会发生的情况完全一样main_command <(cmd2)：事实上，这可能会/dev/fd/63作为参数给出，否则在内部进行非常相似。

对于完整的命令

( cmd1 | ( cmd2 | ( main_command /dev/fd/3 /dev/fd/4 ) 4<&0 ) 3<&0 )

我们有嵌套的子shell：那是因为我们想要制作标准输入的两个副本，但它是两个不同的标准输入：一个是 的输出cmd1，在通过管道进入更大的子shell后放入FD 3，另一个是输出of cmd2，它在通过管道进入最里面的子壳后被放入 FD 4。这两个0s 都指的是标准输入，但是每个命令的标准输入是不同的，因为我们有不同的东西被输送到它里面。

我认为这是问题中最令人困惑的部分。每个命令——这里，每个子shell——都有自己的标准输入，从cmd1或管道输入cmd2，并且唯一的标准输入流被别名为3or 4。这些打开的文件描述符由下一层子shell和子命令继承，所以/dev/fd/3在最里面的命令指的是它在外面所做的同样的事情，即使标准输入现在指向别的东西。

外圆括号不是严格要求的，尽管它们使某些命令的健壮性稍强一些，并且可能是一个很好的做法。内部是：它们用于创建一个新的子进程，该子进程可以在其中拥有自己的一组重定向，以及自己的标准输入流。

最里面的重定向实际上是多余的：cmd2 | main_command /dev/fd/3 /dev/stdin也可以工作，因为没有对标准输入进行进一步更改。

要直接解决您的问题：

1. 如何解压问题开头的命令？

   到目前为止，拆包是整个帖子。

2. 括号有什么作用？

   括号创建了一个子 shell，一个独立的 shell 进程，可以像任何其他命令一样使用，包括将输入通过管道传输到其中，但可以在内部执行普通的 shell 操作，例如重定向。

3. 我对简单命令的解释是否正确？

   部分。4<&0说文件描述符 4 将指向标准输入，重要的是现在称为标准输入- 而不是标准输入的概念。/dev/fd/4是“一切都是文件意义上的”中的“文件”，但更具体地说，它是一个路径名，打开时会将您的 FD 4 交还给您。