Was sind stdin, stdout und stderr under Linux?

stdin , stdout , and stderr sind drei Datenströme, die erstellt werden, wenn Sie einen Linux-Befehl starten. Sie können sie verwenden, um festzustellen, ob Ihre Skripte weitergeleitet oder umgeleitet werden. Wir zeigen Ihnen wie.

Streams verbinden zwei Punkte

Sobald Sie anfangen, Linux und Unix-ähnliche Betriebssysteme kennenzulernen, werden Sie auf die Begriffe stoßen stdin , stdout , and stederr . Give sindDrei Standardstreamsdie erstellt werden, wenn ein Linux-Befehl ausgeführt wird. In der Computertechnik ist ein Stream etwas, das Daten übertragen kann. Bei diesen Streams handelt es sich bei diesen Daten um Text.

Datenströme haben wie Wasserströme zwei Enden. Sie haben eine Quelle und einen Abfluss. Welchen Linux-Befehl Sie auch immer verwenden, stellt ein Ende jedes Streams bereit. Das andere Ende wird von der Shell bestimmt, die den Befehl gestartet hat. Dieses Ende wird entsprechend der Befehlszeile, die den Befehl gestartet hat, mit dem Terminalfenster verbunden, mit einer Pipe verbunden oder zu einer Datei oder einem anderen Befehl umgeleitet.

Die Linux-Standardstreams

Under Linux, stdin ist der Standard-Eingabestrom. Dies akzeptiert Text als Eingabe. Die Textausgabe des Befehls an die Shell erfolgt über das stdout (Standard-Out) Stream. Fehlermeldungen des Befehls werden über die stderr (Standardfehler) stream.

Sie können also sehen, dass es zwei Ausgabeströme gibt, stdout and stderr , und ein Eingabestream, stdin . Da Fehlermeldungen und normale Ausgaben jeweils über einen eigenen Kanal zum Terminalfenster führen, können sie unabhängig voneinander behandelt werden.

Streams werden wie Dateien behandelt

Streams werden under Linux – wie fast alles andere – so behandelt, als wären sie Dateien. Sie können Text aus einer Datei lesen und Text in eine Datei schreiben. Beide Aktionen beinhalten einen Datenstrom. Das Konzept, einen Datenstrom als Datei zu verarbeiten, ist also nicht so weit hergeholt.


Jeder Datei, die einem Prozess zugeordnet ist, wird eine eindeutige Nummer zugewiesen, um sie zu identifizieren. Dies wird als Dateideskriptor bezeichnet. Immer wenn eine Aktion für eine Datei ausgeführt werden muss,der Dateideskriptorwird verwendet, um die Datei zu identifizieren.

Diese Werte werden immer verwendet für stdin , stdout, and stderr :

  • 0: stdin
  • 1:Standard
  • 2:stderr

Reagieren auf Pipes und Redirects

Um jemandem den Einstieg in ein Thema zu erleichtern, besteht eine gängige Technik darin, eine vereinfachte Version des Themas zu vermitteln. Zum example, mit der Grammatik wird uns gesagt, dass die Regel „I vor E, außer nach C“ lautet. Aber eigentlich, givessind weitere Ausnahmen von dieser Regelals es Fälle gibt, die ihm gehorchen.

In ähnlicher Weise, wenn man über . spricht stdin , stdout , and stderr es ist bequem, das akzeptierte Axiom auszuprobieren, dass ein Prozess weder weiß noch sich darum kümmert, wo seine drei Standardströme enden. Sollte sich ein Prozess darum kümmern, ob seine Ausgabe an das Terminal geht oder in eine Datei umgeleitet wird? Kann es sogar erkennen, ob seine Eingabe von der Tastatur kommt oder von einem anderen Prozess dorthin geleitet wird?

Tatsächlich weiß ein Prozess Bescheid – oder kann es zumindest herausfinden, falls er sich für eine Überprüfung entscheiden sollte – und er kann sein Verhalten entsprechend ändern, wenn der Softwareautor beschließt, diese Funktionalität hinzuzufügen.


Wir können diese Verhaltensänderung sehr leicht sehen. Probieren Sie diese beiden Befehle aus:

                      ls
                    

                      ls | cat
                    

die ls Befehl verhält sich anders, wenn seine Ausgabe ( stdout ) wird in einen anderen Befehl geleitet. is ist ls das auf eine einspaltige Ausgabe umschaltet, ist keine Konvertierung von cat . and ls macht dasselbe, wenn die Ausgabe umgeleitet wird:

                      ls > capture.txt
                    

                      cat capture.txt
                    

Umleitung von stdout und stderr

Es ist von Vorteil, wenn Fehlermeldungen von einem dedicizierten Stream geliefert werden. Das bedeutet, dass wir die Ausgabe eines Befehls umleiten können ( stdout ) in eine Datei und sehen weiterhin alle Fehlermeldungen ( stderr ) im Terminalfenster. Sie können bei Bedarf auf die auftretenden Fehler reagieren. Es verhindert auch, dass die Fehlermeldungen die Datei verunreinigen, die stdout wurde umgeleitet.

Geben Sie den folgenden Text in einen Editor ein und speichern Sie ihn in einer Datei namens error.sh.

                      #!/bin/bash

echo "About to try to access a file that doesn't exist"
cat bad-filename.txt
                    

Machen Sie das Skript mit diesem Befehl ausführbar:

                      chmod +x error.sh
                    

Die erste Zeile des Skripts gibt Text über das stdout Strom. Die zweite Zeile versucht, auf eine Datei zuzugreifen, die nicht existiert. Dadurch wird eine Fehlermeldung generiert, die über . geliefert wird stderr .

Führen Sie das Skript mit diesem Befehl aus:

                      ./error.sh
                    

Wir können sehen, dass beide Ausgabeströme, stdout and stderr , wurden in den Terminalfenstern angezeigt.

Versuchen wir, die Ausgabe in eine Datei umzuleiten:

                      ./error.sh > capture.txt
                    


Die Fehlermeldung, die uber. geliefert wird stderr wird immer noch an das Terminalfenster gesendet. Wir können den Inhalt der Datei überprüfen, um zu sehen, ob die stdout Ausgabe ging in die Datei.

                      cat capture.txt
                    

Die Ausgabe von stdin wurde wie erwartet in die Datei umgeleitet.

die > Umleitungssymbol funktioniert mit stdout standardmäßig. Sie können einen der numerischen Dateideskriptoren verwenden, um anzugeben, welchen Standardausgabestream Sie umleiten möchten.

Um explizit umzuleiten stdout , verwenden Sie diese Umleitungsanweisung:

                      1>
                    

Um explizit umzuleiten stderr , verwenden Sie diese Umleitungsanweisung:

                      2>
                    

Versuchen wir es noch einmal mit unserem Test, und dieses Mal verwenden wir 2> :

                      ./error.sh 2> capture.txt
                    

Die Fehlermeldung wird umgeleitet und die stdout echo Nachricht wird an das Terminalfenster gesendet:

Sehen wir uns an, was in der Datei capture.txt enthalten ist.

                      cat capture.txt
                    

die stderr Die Nachricht befindet sich wie erwartet in der Datei capture.txt.

Umleitung von stdout und stderr

Sicherlich, wenn wir entweder umleiten können stdout oder stderr unabhängig voneinander in eine Datei umleiten können, sollten wir beide gleichzeitig in zwei verschiedene Dateien umleiten können?


Ja wir konnen. Dieser Befehl leitet stdout in eine Datei names capture.txt und stderr in eine Datei names error.txt.

                      ./error.sh 1> capture.txt 2> error.txt
                    

Da beide Ausgabeströme – Standardausgabe und Standardfehler – in Dateien umgeleitet werden, gibt es im Terminalfenster keine sichtbare Ausgabe. Wir kehren zur Befehlszeilenaufforderung zurück, als ob nichts passiert wäre.

Lassen Sie uns den Inhalt jeder Datei überprüfen:

                      cat capture.txt
                    
                      cat error.txt
                    

Umleiten von stdout und stderr in dieselbe Datei

Das ist nett, wir haben jeden der Standardausgabestreams in eine eigene dedizierte Datei. Die einzige andere Kombination, die wir machen können, ist, beides zu senden stdout and stderr in dieselbe Datei.

Dies können wir mit dem folgenden Befehl erreichen:

                      ./error.sh > capture.txt 2>&1
                    

Lass uns das aufschlüsseln.

  • ./error.sh: Start the Skriptdatei error.sh.
  • > capture.txt: Leitet die . um stdout in die Datei capture.txt streamen. > ist eine Abkürzung für 1> .
  • 2>&1: Dies verwendet die &> Umleitungsanweisung. Mit dieser Anweisung können Sie der Shell mitteilen, dass ein Stream zum gleichen Ziel wie ein anderer Stream gelangen soll. In diesem Fall sagen wir “Stream 2 umleiten, stderr , zum gleichen Ziel wie Stream 1, stdout , wird weitergeleitet.“

Es gibt keine sichtbare Ausgabe. Das ist ermutigend.

Lassen Sie uns die Datei capture.txt überprüfen und sehen, was darin enthalten ist.

                      cat capture.txt
                    

Beide stdout and stderr Streams wurden an eine einzelne Zieldatei umgeleitet.

Um die Ausgabe eines Streams umzuleiten und stillschweigend zu verwerfen, leiten Sie die Ausgabe an /dev/null .

Umleitung innerhalb eines Skripts erkennen

Wir haben besprochen, wie ein Befehl erkennen kann, ob einer der Streams umgeleitet wird, und sein Verhalten entsprechend ändern kann. Können wir dies in unseren eigenen Skripten erreichen? Ja wir konnen. And es ist eine sehr einfach zu verstehende und anzuwendende Technik.


Geben Sie den folgenden Text in einen Editor ein und speichern Sie ihn als input.sh.

                      #!/bin/bash

if [ -t 0 ]; then

  echo stdin coming from keyboard
 
else

  echo stdin coming from a pipe or a file
 
fi
                    

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um es ausführbar zu machen:

                      chmod +x input.sh
                    

Der clever Teil ist derinnerhalb der eckigen Klammern testen. die -t (Terminal) Option gibt true (0) zurück, wenn die Datei mit dem Dateideskriptor verknüpft istendet im Terminalfenster. Wir haben den Dateideskriptor 0 als Argument für den Test verwendet, der stdin .

Wenn stdin mit einem Terminalfenster verbunden ist, wird sich der Test als wahr erweisen. Wenn stdin mit einer Datei oder Pipe verbunden ist, schlägt der Test fehl.

Wir können jede beliebige Textdatei verwenden, um Eingaben für das Skript zu generieren. Hier verwenden wir eine namens dummy.txt.

                      ./input.sh < dummy.txt
                    

Die Ausgabe zeigt, dass das Skript erkennt, dass die Eingabe nicht von einer Tastatur kommt, sondern von einer Datei. Wenn Sie möchten, können Sie das Verhalten Ihres Skripts entsprechend variieren.


Das war mit einer Dateiumleitung, versuchen wir es mit einer Pipe.

                      cat dummy.txt | ./input.sh
                    

Das Skript erkennt, dass seine Eingabe über eine Pipe geleitet wird. Oder genauer, es erkennt einmal mehr, dass die stdin stream ist nicht mit einem Terminalfenster verbunden.

Lassen Sie uns das Skript ohne Pipes oder Redirects ausführen.

                      ./input.sh
                    

die stdin stream ist mit dem Terminalfenster verbunden und das Skript meldet dies entsprechend.

Um dasselbe mit dem Ausgabestream zu überprüfen, benötigen wir ein neues Skript. Geben Sie Folgendes in einen Editor ein und speichern Sie es als output.sh.

                      #!/bin/bash

if [ -t 1 ]; then

echo stdout is going to the terminal window
 
else

echo stdout is being redirected or piped
 
fi
                    

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um es ausführbar zu machen:

                      chmod +x input.sh
                    

Die einzige signifikante Änderung an diesem Skript ist im Test in den eckigen Klammern. Wir verwenden die Ziffer 1, um den Dateideskriptor für . darzustellen stdout .

Probieren wir es aus. Wir leiten die Ausgabe durch cat .

                      ./output | cat
                    


Das Skript erkennt, dass seine Ausgabe nicht direkt in ein Terminalfenster geht.

Wir können das Skript auch testen, indem wir die Ausgabe in eine Datei umleiten.

                      ./output.sh > capture.txt
                    

Es erfolgt keine Ausgabe im Terminalfenster, wir kehren still zur Eingabeauforderung zurück. Wie wir is erwarten würden.

Wir können in die Datei capture.txt schauen, um zu sehen, was erfasst wurde. Verwenden Sie dazu den folgenden Befehl.

                      cat capture.sh
                    

Auch hier erkennt der einfache Test in unserem Skript, dass die stdout stream will not direct an ein Terminalfenster gesendet.


Wenn wir das Skript ohne Pipes oder Umleitungen ausführen, sollte es das erkennen stdout wird direkt an das Terminalfenster geliefert.

                      ./output.sh
                    

And genau das sehen wir.

Bewusstseinsstrome

Wenn Sie wissen, ob Ihre Skripte mit dem Terminalfenster oder einer Pipe verbunden sind oder umgeleitet werden, können Sie ihr Verhalten entsprechend anpassen.

Protokoll- und Diagnoseausgaben können mehr oder weniger detailliert sein, je nachdem, ob sie auf dem Bildschirm oder in einer Datei ausgegeben werden. Fehlermeldungen können in einer anderen Datei als der normalen Programmausgabe protokolliert werden.

Wie so oft bringt mehr Wissen mehr Möglichkeiten.

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