深入理解Linux文本流

　　相信很多人都知道什麼是系統文件，但很少人知道文本流是什麼，其實文本流不難理解，下面小編就給大家詳細介紹下Linux文本流，一起來學習下吧。

　　文本流

　　文件用於數據的存儲，相當於一個個存儲數據的房子。我們之前說，所謂的數據是0或者1的序列，但嚴格來說，Linux以字節（byte）來作為數據的單位，也就是說這個序列每八位（bit）為一個單位（八位二進制對應的十進制范圍為0到255）。使用ASCII編碼，可以將這樣一個字節轉換成為字符。所以，在Linux中，我們所說的數據，完全可以用字符表達出來，也就是說文本（text）的形式。

　　實際上，如果以bit為單位處理字符的話，機器會更容易讀懂和傳輸，效率會更高。但為什麼Linux依然以字節為單位進行處理呢？原因在於，相對於以bit為單位處理數據，以byte為單位可以更容易將數據轉化為字符。相對於枯燥的0和1，字符更容易被人讀懂 （human readable）。然而，並不是所有的數據都是設計來讓人讀懂的，比如可執行文件包含的各種字符對於人來說並沒有什麼意義 （因為可執行文件是為了讓機器讀懂的）。但Linux依然以字節為單位處理所有文件，這是為了讓所有文件能夠共用一套接口 （virtual file system），從而減少Linux設計的復雜度。

　　（“everything is a file”是通常所流傳的UNIX設計的哲學之一，但Linus對此作出糾正，改為“everything is a stream of bytes”。）

　　然而，數據不是在找到了自己的房子（file）之後就永遠的定居下來。它往往要被讀入到內存 （就像是到辦公室上班），或者被傳送到外部設備（好像去酒店休假），或者搬到別的房子中。在這樣的搬遷過程中，數據像是一個個排著隊走路的人流，我們叫它文本流（text stream，或者byte stream）。然而，計算機不同設備之間的連接方法差異很大，從內存到文件的連接像是爬山，從內存到外設像是游過一條河。為此，Linux還定義了流 （stream），以此作為修建連接各處的公路的標准。Stream的好處在於，無論你是從內存到外設，還是從內存到文件，所有的公路都是相同的 （至於公路下面是石頭還是土地，都可以不用操心）。

　　我們再回味一下“everything is a stream of bytes”這句話。信息包含在文本流中，不斷在計算機的各個組件之間流動，不斷地接受計算機的加工，最終成為用戶所需要的某種服務。

　　（說句題外話，如果看過駭客帝國的話，一定會對文本流印象深刻。）

　　標准輸入，標准輸出，標准錯誤與重新定向

　　當Linux執行一個程序的時候，會自動打開三個流，標准輸入（standard input），標准輸出（standard output），標准錯誤（standard error）。比如說你打開命令行的時候，默認情況下，命令行的標准輸入連接到鍵盤，標准輸出和標准錯誤都連接到屏幕。對於一個程序來說，盡管它總會打開這三個流，但它會根據需要使用，並不是一定要使用。

　　想象一下敲擊一個

　　代碼如下：

　　$ls

　　鍵盤敲擊的文本流（“ls\n”，\n是回車時輸入的字符，表示換行）命令行 （命令行實際上也是一個程序）。命令行隨後調用/bin/ls得到結果（“a.txt”），最後這個輸出的文本流（“a.txt”）流到屏幕，顯示出來，比如說：

　　代碼如下：

　　a.txt

　　假設說我們不想讓文本流流到屏幕，而是流到另一個文件，我們可以采用重新定向（redirect）的機制。

　　代碼如下：

　　$ls 》 a.txt

　　重新定向標准輸出。這裡的》就是提醒命令行，讓它知道我現在想變換文本流的方向了，我們不讓標准輸出輸出到屏幕，而是要到a.txt這個文件 （好像火車軌道換軌）。此時，計算機會新建一個a.txt的文件，並將命令行的標准輸出指向這個文件。

　　有另一個符號：

　　代碼如下：

　　$ls 》》 a.txt

　　這裡》》的作用也是重新定向標准輸出。如果a.txt已經存在的話，ls產生的文本流會附加在a.txt的結尾，而不會像》那樣每次都新建a.txt。

　　我們下面介紹命令echo：

　　代碼如下：

　　$echo IamVamei

　　echo的作用是將文本流導向標准輸出。在這裡，echo的作用就是將IamVamei輸出到屏幕上。如果是

　　代碼如下：

　　$echo IamVamei 》 a.txt

　　a.txt中就會有IamVamei這個文本。

　　我們也可以用《符號來改變標准輸入。比如cat命令，它可以從標准輸入讀入文本流，並輸出到標准輸出：

　　代碼如下：

　　$cat 《 a.txt

　　我們將cat標准輸入指向a.txt，文本會從文件流到cat，然後再輸出到屏幕上。當然，我們還可以同時重新定向標准輸出：

　　代碼如下：

　　$cat 《 a.txt 》 b.txt

　　這樣，a.txt的內容就復制到了b.txt中。

　　我們還可以使用》&來同時重新定向標准輸出和標准錯誤。假設我們並沒有一個目錄void。那麼

　　代碼如下：

　　$cd void 》 a.txt

　　會在屏幕上返回錯誤信息。因為此時標准錯誤依然指向屏幕。當我們使用：

　　代碼如下：

　　$cd void 》& a.txt

　　錯誤信息被導向a.txt。

　　如果只想重新定向標准錯誤，可以使用2》：

　　代碼如下：

　　$cd void 2》 a.txt 》 b.txt

　　標准錯誤對應的總是2號，所以有以上寫法。標准錯誤輸出到a.txt，標准輸出輸出到b.txt。

　　管道 （pipe）

　　理解了以上的內容之後，管道的概念就易如反掌。管道可以將一個命令的輸出導向另一個命令的輸入，從而讓兩個（或者更多命令）像流水線一樣連續工作，不斷地處理文本流。在命令行中，我們用|表示管道：

　　代碼如下：

　　$cat 《 a.txt | wc

　　wc命令代表word count，用於統計文本中的行、詞以及字符的總數。a.txt中的文本先流到cat，然後從cat的標准輸出流到wc的標准輸入，從而讓wc知道自己要處理的是a.txt這個字符串。

　　Linux的各個命令實際上高度專業化，並盡量相互獨立。每一個都只專注於一個小的功能。但通過pipe，我們可以將這些功能合在一起，實現一些復雜的目的。

　　總結

　　文本流，標准輸入，標准輸出，標准錯誤

　　cat， echo， wc

　　》， 》》， 《， |

　　上面就是Linux文本流的詳細介紹了，本文主要介紹了標准輸入、標准輸出、標准錯誤和重定向，那麼你對Linux文本流有一定的了解了嗎？