tech-tips/Языки программирования/Shell/Цикл статей от RUVDS/Bash-скрипты, часть 4- ввод и вывод - Хабр.md

[https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/326594/](https://habr.com/ru/company/ruvds/blog/326594/)

---

  

В прошлый раз, в третьей части этой серии материалов по bash-скриптам, мы говорили о параметрах командной строки и ключах. Наша сегодняшняя тема — ввод, вывод, и всё, что с этим связано.

Вы уже знакомы с двумя методами работы с тем, что выводят сценарии командной строки:

- Отображение выводимых данных на экране.
- Перенаправление вывода в файл.

Иногда что-то надо показать на экране, а что-то — записать в файл, поэтому нужно разобраться с тем, как в Linux обрабатывается ввод и вывод, а значит — научиться отправлять результаты работы сценариев туда, куда нужно. Начнём с разговора о стандартных дескрипторах файлов.

## Стандартные дескрипторы файлов

Всё в Linux — это файлы, в том числе — ввод и вывод. Операционная система идентифицирует файлы с использованием дескрипторов.

Каждому процессу позволено иметь до девяти открытых дескрипторов файлов. Оболочка bash резервирует первые три дескриптора с идентификаторами 0, 1 и 2. Вот что они означают.

- `0`, `STDIN —` стандартный поток ввода.
- `1`, `STDOUT —` стандартный поток вывода.
- `2`, `STDERR —` стандартный поток ошибок.

Эти три специальных дескриптора обрабатывают ввод и вывод данных в сценарии.  
Вам нужно как следует разобраться в стандартных потоках. Их можно сравнить с фундаментом, на котором строится взаимодействие скриптов с внешним миром. Рассмотрим подробности о них.  

## STDIN

`STDIN —` это стандартный поток ввода оболочки. Для терминала стандартный ввод — это клавиатура. Когда в сценариях используют символ перенаправления ввода — `<`, Linux заменяет дескриптор файла стандартного ввода на тот, который указан в команде. Система читает файл и обрабатывает данные так, будто они введены с клавиатуры.

Многие команды bash принимают ввод из `STDIN`, если в командной строке не указан файл, из которого надо брать данные. Например, это справедливо для команды `cat`.

Когда вы вводите команду `cat` в командной строке, не задавая параметров, она принимает ввод из `STDIN`. После того, как вы вводите очередную строку, `cat` просто выводит её на экран.

## STDOUT

`STDOUT —` стандартный поток вывода оболочки. По умолчанию это — экран. Большинство bash-команд выводят данные в `STDOUT`, что приводит к их появлению в консоли. Данные можно перенаправить в файл, присоединяя их к его содержимому, для этого служит команда `>>`.

Итак, у нас есть некий файл с данными, к которому мы можем добавить другие данные с помощью этой команды:

```
pwd >> myfile
```

То, что выведет `pwd`, будет добавлено к файлу `myfile`, при этом уже имеющиеся в нём данные никуда не денутся.

![[MT_u64e-cQwiS9VlBwtI0AfCRZ7KlpkMOwGpc7Xp6e-ckueCQDeO8cptohQVGRVNz9B5a8oHtqTnUBM9EcXQ7PzGSS3quPbBLNaxNjZum_pTfrOOTYj2ULQr0jlMcaPZCcx-80VO8k1EUL5B8Q]]

_Перенаправление вывода команды в файл_

Пока всё хорошо, но что если попытаться выполнить что-то вроде показанного ниже, обратившись к несуществующему файлу `xfile`, задумывая всё это для того, чтобы в файл `myfile` попало сообщение об ошибке.

```
ls –l xfile > myfile
```

После выполнения этой команды мы увидим сообщения об ошибках на экране.

![[xkDHMNwO2v8IG9lBR5GZZ-MuiHIOn9c53-l_XbXvijkCdhM15yCA0Nndl_uHDPif1Y1MxUgy_5JrBv9Wquc6DSrbTRXNzsRf5VsoeFghoVXf8k-NGVdZLhQFYmnr2JeZ5SYDq_BhHacvCXs5nw]]

_Попытка обращения к несуществующему файлу_

При попытке обращения к несуществующему файлу генерируется ошибка, но оболочка не перенаправила сообщения об ошибках в файл, выведя их на экран. Но мы-то хотели, чтобы сообщения об ошибках попали в файл. Что делать? Ответ прост — воспользоваться третьим стандартным дескриптором.

## STDERR

`STDERR` представляет собой стандартный поток ошибок оболочки. По умолчанию этот дескриптор указывает на то же самое, на что указывает `STDOUT`, именно поэтому при возникновении ошибки мы видим сообщение на экране.

Итак, предположим, что надо перенаправить сообщения об ошибках, скажем, в лог-файл, или куда-нибудь ещё, вместо того, чтобы выводить их на экран.

### ▍Перенаправление потока ошибок

Как вы уже знаете, дескриптор файла `STDERR —` 2. Мы можем перенаправить ошибки, разместив этот дескриптор перед командой перенаправления:

```
ls -l xfile 2>myfile
cat ./myfile
```

Сообщение об ошибке теперь попадёт в файл `myfile`.

![[2KC8_kWlp5a15ruyBlvN8RkdX9Sncf8RztKz55HgpGesffvbK8wQW2MEoaCjEJRB97Tq3IU4KTzGhmz7oARoisV8ShxFHCAJTb1pkJuZwmLI_bfjeGZyALBQdSPOfFMkyOCVgnk-zDqPN9QFEA]]

_Перенаправление сообщения об ошибке в файл_

### ▍Перенаправление потоков ошибок и вывода

При написании сценариев командной строки может возникнуть ситуация, когда нужно организовать и перенаправление сообщений об ошибках, и перенаправление стандартного вывода. Для того, чтобы этого добиться, нужно использовать команды перенаправления для соответствующих дескрипторов с указанием файлов, куда должны попадать ошибки и стандартный вывод:

```
ls –l myfile xfile anotherfile 2> errorcontent 1> correctcontent
```

![[oqXLEuYY5u6b5m6-FgwkG-YG2DIHOAjFMT-vYFQytzLMZJAxUy7DuCleOHeFZKTeV2kEmoVMdhGMb7MjNTjtVDA-4uYv2RZc8g_kpo5QcSjPIKexL8xLDqK5-aOEoOMaL98D7hao0GOUDerW2Q]]

_Перенаправление ошибок и стандартного вывода_

Оболочка перенаправит то, что команда `ls` обычно отправляет в `STDOUT`, в файл `correctcontent` благодаря конструкции `1>`. Сообщения об ошибках, которые попали бы в `STDERR`, оказываются в файле `errorcontent` из-за команды перенаправления `2>`.

Если надо, и `STDERR`, и `STDOUT` можно перенаправить в один и тот же файл, воспользовавшись командой `&>`:

![[2938XZKz95Stm-lttdbvTf6yaz-io5o8Wt5xlCmdsrvQRUcQ27HKX2ETI89QA6wxonMzWiCqdFMlOU0Z8q-hrf0P0EaSXXlx9z0rBLyzszL-6D8IBoXwiVxFXZtayXPiUJ29llCBdOdXp38JMA]]

_Перенаправление STDERR и STDOUT в один и тот же файл_

После выполнения команды то, что предназначено для `STDERR` и `STDOUT`, оказывается в файле `content`.

## Перенаправление вывода в скриптах

Существует два метода перенаправления вывода в сценариях командной строки:

- Временное перенаправление, или перенаправление вывода одной строки.
- Постоянное перенаправление, или перенаправление всего вывода в скрипте либо в какой-то его части.

### ▍Временное перенаправление вывода

В скрипте можно перенаправить вывод отдельной строки в `STDERR`. Для того, чтобы это сделать, достаточно использовать команду перенаправления, указав дескриптор `STDERR`, при этом перед номером дескриптора надо поставить символ амперсанда (`&`):

```
#!/bin/bash
echo "This is an error" >&2
echo "This is normal output"
```

Если запустить скрипт, обе строки попадут на экран, так как, как вы уже знаете, по умолчанию ошибки выводятся туда же, куда и обычные данные.

![[vZui5QFtOOOwTKR5duEthXs3sKEOK31e85_FuQ9ygfVo1GXH3ojQDKYizQSv_XYC7pVXPGAhJRXp9keiz6JEX7ZMYL838xfNQXxrZ-HnlGGuA8iu95mx88pEmwlSWTNNX4vzNrjb2ZQeR68IRw]]

_Временное перенаправление_

Запустим скрипт так, чтобы вывод `STDERR` попадал в файл.

```
./myscript 2> myfile
```

Как видно, теперь обычный вывод делается в консоль, а сообщения об ошибках попадают в файл.

![[FLgdZTOJynq_Uigre-Mclmf6ESccvVebTBczs-tkDSaeSs6eZQI4i-q4vFqQI9J-2NYva8l2X-tNjQAolqKbvtXhuxHi4ZYadtp1at0eOTstD7mVy13VD6TOPr_mm5NGtiZL57P2eLhL6gKM2A]]

_Сообщения об ошибках записываются в файл_

### ▍Постоянное перенаправление вывода

Если в скрипте нужно перенаправлять много выводимых на экран данных, добавлять соответствующую команду к каждому вызову `echo` неудобно. Вместо этого можно задать перенаправление вывода в определённый дескриптор на время выполнения скрипта, воспользовавшись командой `exec`:

```
#!/bin/bash
exec 1>outfile
echo "This is a test of redirecting all output"
echo "from a shell script to another file."
echo "without having to redirect every line"
```

Запустим скрипт.

![[bsfDHNdPnsaOMIUZuqpOeUzyiJvmNFqmLFSEnnnKIWAlGsGfMPxxTQclRZcp1IuPtYwfQPB0gePTWAzwhixTPElZfm-0l4u7qlh6s9XghFXDN2ABawkhyd136HO2K1oQCXtPonUxzYbPTCmIsQ]]

_Перенаправление всего вывода в файл_

Если просмотреть файл, указанный в команде перенаправления вывода, окажется, что всё, что выводилось командами `echo`, попало в этот файл.

Команду `exec` можно использовать не только в начале скрипта, но и в других местах:

```
#!/bin/bash
exec 2>myerror
echo "This is the start of the script"
echo "now redirecting all output to another location"
exec 1>myfile
echo "This should go to the myfile file"
echo "and this should go to the myerror file" >&2
```

Вот что получится после запуска скрипта и просмотра файлов, в которые мы перенаправляли вывод.

![[pkDrsO-90p-aoSP2NngxJsK7X1PxdZEAX_SC6xgcz7R_VhIm-kWzm3B-1virrHcZ_uMDBlCPR3vsEpf7_LbSTH1V9V9Vlh8WZxK38ERpgcJGvpz19w6b0cpCdTcGwUEx65FdkIf7r6fzwGiGbA]]

_Перенаправление вывода в разные файлы_

Сначала команда `exec` задаёт перенаправление вывода из `STDERR` в файл `myerror`. Затем вывод нескольких команд `echo` отправляется в `STDOUT` и выводится на экран. После этого команда `exec` задаёт отправку того, что попадает в `STDOUT`, в файл `myfile`, и, наконец, мы пользуемся командой перенаправления в `STDERR` в команде `echo`, что приводит к записи соответствующей строки в файл `myerror.`

Освоив это, вы сможете перенаправлять вывод туда, куда нужно. Теперь поговорим о перенаправлении ввода.

## Перенаправление ввода в скриптах

Для перенаправления ввода можно воспользоваться той же методикой, которую мы применяли для перенаправления вывода. Например, команда `exec` позволяет сделать источником данных для `STDIN` какой-нибудь файл:

```
exec 0< myfile
```

Эта команда указывает оболочке на то, что источником вводимых данных должен стать файл `myfile`, а не обычный `STDIN`. Посмотрим на перенаправление ввода в действии:

```
#!/bin/bash
exec 0< testfile
count=1
while read line
do
echo "Line #$count: $line"
count=$(( $count + 1 ))
done
```

Вот что появится на экране после запуска скрипта.

![[eDQbaQ1jCzG8iB-HXt0r2LBtZryyGj3aRdnxjN4hmfDZvDWV1zJqMzlz7hFyCX692MWJTKbDSSt81xTpGPLLqndZwmAvs_rYfPWQMTMOQHKJZ3SqB9pOo9T09dFUr5AD2sZw64D-DK4Hl7DIBg]]

_Перенаправление ввода_

В одном из предыдущих материалов вы узнали о том, как использовать команду `read` для чтения данных, вводимых пользователем с клавиатуры. Если перенаправить ввод, сделав источником данных файл, то команда `read`, при попытке прочитать данные из `STDIN`, будет читать их из файла, а не с клавиатуры.

Некоторые администраторы Linux используют этот подход для чтения и последующей обработки лог-файлов.

## Создание собственного перенаправления вывода

Перенаправляя ввод и вывод в сценариях, вы не ограничены тремя стандартными дескрипторами файлов. Как уже говорилось, можно иметь до девяти открытых дескрипторов. Остальные шесть, с номерами от 3 до 8, можно использовать для перенаправления ввода или вывода. Любой из них можно назначить файлу и использовать в коде скрипта.

Назначить дескриптор для вывода данных можно, используя команду `exec`:

```
#!/bin/bash
exec 3>myfile
echo "This should display on the screen"
echo "and this should be stored in the file" >&3
echo "And this should be back on the screen"
```

После запуска скрипта часть вывода попадёт на экран, часть — в файл с дескриптором `3`.

![[faCFAF7pvOg4Gb_2u4MHOcUvGsZUj3nmaFNM3I96ohph7I4eG8ax3u2w4Nf3blBSSWTEdrzxTftzyzCafYxDj7aS3LNVMd2sJxAjC9ztn4tFW9OVN8HM0OHXYUvE3WrktWUgWcByzBUAIIo2wQ]]

_Перенаправление вывода, используя собственный дескриптор_

## Создание дескрипторов файлов для ввода данных

Перенаправить ввод в скрипте можно точно так же, как и вывод. Сохраните `STDIN` в другом дескрипторе, прежде чем перенаправлять ввод данных.

После окончания чтения файла можно восстановить `STDIN` и пользоваться им как обычно:

```
#!/bin/bash
exec 6<&0
exec 0< myfile
count=1
while read line
do
echo "Line #$count: $line"
count=$(( $count + 1 ))
done
exec 0<&6
read -p "Are you done now? " answer
case $answer in
y) echo "Goodbye";;
n) echo "Sorry, this is the end.";;
esac
```

Испытаем сценарий.

![[ASf0YHSBrC-5W-uhWf8914FSGhA4u5u59NrqTPt2dpifIGNJ-Fpj9OAK_XfauzkpxaOU8729wEr-177L6ujoXnvFv1PiBaOWlXLwleUVzV9IEFdX8rgrMB7D0cto20j1egBlyn5qT0oDg4fLeQ]]

_Перенаправление ввода_

В этом примере дескриптор файла 6 использовался для хранения ссылки на `STDIN`. Затем было сделано перенаправление ввода, источником данных для `STDIN` стал файл. После этого входные данные для команды `read` поступали из перенаправленного `STDIN`, то есть из файла.

После чтения файла мы возвращаем `STDIN` в исходное состояние, перенаправляя его в дескриптор `6`. Теперь, для того, чтобы проверить, что всё работает правильно, скрипт задаёт пользователю вопрос, ожидает ввода с клавиатуры и обрабатывает то, что введено.

## Закрытие дескрипторов файлов

Оболочка автоматически закрывает дескрипторы файлов после завершения работы скрипта. Однако, в некоторых случаях нужно закрывать дескрипторы вручную, до того, как скрипт закончит работу. Для того, чтобы закрыть дескриптор, его нужно перенаправить в `&-`. Выглядит это так:

```
#!/bin/bash
exec 3> myfile
echo "This is a test line of data" >&3
exec 3>&-
echo "This won't work" >&3
```

После исполнения скрипта мы получим сообщение об ошибке.

![[-yp803VfhFjaIy1RDFQKeJedQMrbGdJxyvcU_Iikdx8eQoZBET64TioTH4hiejpdx6c4GxauOYTwgal2g1I7O8jX59attXzWAcu3DH2lMAgF7I8QLVfCVS_a9hI3lWKRQX9jayVbG5fJ8EJXzw]]

_Попытка обращения к закрытому дескриптору файла_

Всё дело в том, что мы попытались обратиться к несуществующему дескриптору.

Будьте внимательны, закрывая дескрипторы файлов в сценариях. Если вы отправляли данные в файл, потом закрыли дескриптор, потом — открыли снова, оболочка заменит существующий файл новым. То есть всё то, что было записано в этот файл ранее, будет утеряно.

## Получение сведений об открытых дескрипторах

Для того, чтобы получить список всех открытых в Linux дескрипторов, можно воспользоваться командой `lsof`. Во многих дистрибутивах, вроде Fedora, утилита `lsof` находится в `/usr/sbin`. Эта команда весьма полезна, так как она выводит сведения о каждом дескрипторе, открытом в системе. Сюда входит и то, что открыли процессы, выполняемые в фоне, и то, что открыто пользователями, вошедшими в систему.

У этой команды есть множество ключей, рассмотрим самые важные.

- `p` Позволяет указать `ID` процесса.
- `d` Позволяет указать номер дескриптора, о котором надо получить сведения.

Для того, чтобы узнать `PID` текущего процесса, можно использовать специальную переменную окружения `$$`, в которую оболочка записывает текущий `PID`.

Ключ `-a` используется для выполнения операции логического `И` над результатами, возвращёнными благодаря использованию двух других ключей:

```
lsof -a -p $$ -d 0,1,2
```

![[pZmbYEv-md9wDFqCgKHxOE24vVVhyliwk862ye4V8DAMtXt0JovYi1Eo0QtTE_ruiSZEeTqZmJOze3I_ni1KQfG6SkSs991adZs9zAK-dc77pE1bpSebhyay2FJPBJdck5EPFqSzBXmmn5wVXA]]

_Вывод сведений об открытых дескрипторах_

Тип файлов, связанных с `STDIN`, `STDOUT` и `STDERR —` CHR (character mode, символьный режим). Так как все они указывают на терминал, имя файла соответствует имени устройства, назначенного терминалу. Все три стандартных файла доступны и для чтения, и для записи.

Посмотрим на вызов команды `lsof` из скрипта, в котором открыты, в дополнение к стандартным, другие дескрипторы:

```
#!/bin/bash
exec 3> myfile1
exec 6> myfile2
exec 7< myfile3
lsof -a -p $$ -d 0,1,2,3,6,7
```

Вот что получится, если этот скрипт запустить.

![[RPDfGTvjcpMfZKDMMUOrONU3B12jZhXnTzZlcfuFttnojMNrdCenJFrgZMTyZXfdU4Vj2GErTVGXTwvrtEbdYxkpjLoL0gHDfXwv2cX2fHjHEnH0Bnp-bQDHjDG5QU3xXBWAHcU-qYLP_c4f8g]]

_Просмотр дескрипторов файлов, открытых скриптом_

Скрипт открыл два дескриптора для вывода (`3` и `6`) и один — для ввода (`7`). Тут же показаны и пути к файлам, использованных для настройки дескрипторов.

## Подавление вывода

Иногда надо сделать так, чтобы команды в скрипте, который, например, может исполняться как фоновый процесс, ничего не выводили на экран. Для этого можно перенаправить вывод в `/dev/null`. Это — что-то вроде «чёрной дыры».

Вот, например, как подавить вывод сообщений об ошибках:

```
ls -al badfile anotherfile 2> /dev/null
```

Тот же подход используется, если, например, надо очистить файл, не удаляя его:

```
cat /dev/null > myfile
```

## Итоги

Сегодня вы узнали о том, как в сценариях командной строки работают ввод и вывод. Теперь вы умеете обращаться с дескрипторами файлов, создавать, просматривать и закрывать их, знаете о перенаправлении потоков ввода, вывода и ошибок. Всё это очень важно в деле разработки bash-скриптов.

В следующий раз поговорим о сигналах Linux, о том, как обрабатывать их в сценариях, о запуске заданий по расписанию и о фоновых задачах.

Уважаемые читатели! В этом материале даны основы работы с потоками ввода, вывода и ошибок. Уверены, среди вас есть профессионалы, которые могут рассказать обо всём этом то, что приходит лишь с опытом. Если так — передаём слово вам.