آموزش Linux Essentials - قسمت چهاردهم
تغییر مسیر I/O و خط لوله های دستورات
۱.۱ کانال‌های استاندارد
اغلب دستورات لینوکس برای گرفتن ورودی، پردازش آن‌ها و دادن خروجی به کار میروند. برای مثال، با نوشتن:
$ grep xyz
خطوطی را مینویسید (ورودی)، grep آن‌ها را پردازش میکند و فقط خطوط شامل xyz را به خروجی میبرد (خطوط درشت ورودی ما و خطوط معمولی خروجی اند):
abc def
123 xyz
123 xyz
aaa bbb
YYYxyzYYY
YYYxyzYYY
Ctrl + d
مفهومی به نام «کانال‌های استاندارد»1 وجود دارد و کانال‌های استاندارد ما در اینجا، صفحه‌کلید به عنوان «ورودی استاندارد2» و کنسول یا ترمینال به عنوان «خروجی استاندارد3» میباشند. یک کانال دیگر «خروجی استاندارد خطا4» است که پیغام های خطای برنامه، مانند فایل ورودی ناموجود یا اشتباه نحوی در عبارت باقاعده، به آن منتقل میشوند.
در این قسمت از آموزش به شما یاد میدهیم که چگونه خروجی استاندارد یک برنامه را به یک فایل منتقل کنید، ورودی استاندارد برنامه‌ای را از یک فایل بگیرید و خروجی استاندارد برنامه‌ای را به عنوان ورودی استاندارد به برنامه‌ای دیگر بدهید. به این طریق میتوانیم با در کنار هم قرار دادن ابزار های کوچک و ساده لینوکس یک ساختار هدفمند و یک برنامه پیچیده تشکیل دهیم.
|
کانال |
نام |
نام کوتاه |
دستگاه |
کاربرد |
|
0 |
Standard Input |
stdin |
صفحه‌کلید |
ورودی برنامه‌ها |
|
1 |
Standard Output |
stdout |
صفحه نمایش |
خروجی برنامه |
|
2 |
Standard Error Output |
stderr |
صفحه نمایش |
پیام‌های خطای برنامه ها |
معمولاً از نام کوتاه یا شماره کانال استفاده میکنیم. شل میتواند این کانال‌ها را از برنامه‌ای به برنامه دیگر منتقل کند بدون آنکه برنامه متوجه شود. خروجی کانال‌ها تنها به صفحه نمایش یا کنسول منتقل نمیشود، بلکه گاهی به یک فایل انتقال می یابد. این فایل میتواند یک دستگاه، مانند پرینتر یا دستگاه ذخیره سازی، یا یک فایل متنی باشد.
کانال ورودی استاندارد هم میتواند به روش‌هایی منتقل شود، به گونه‌ای که به جای صفحه‌کلید ورودی اش را از یک فایل بگیرد.
نکته: صفحه‌کلید و صفحه نمایش ترمینالی که با آن کار میکنید، به وسیله ی dev/tty/ در دسترس است. در صورتی که اطلاعات را از آن بخوانید به منزله کیبرد، و در صورت نوشتن اطلاعات در آن، به عنوان صفحه نمایش به کار میرود. مثال اول متنی را در tty مینویسد و میبینید که مانند این است که آنرا مستقیماً در صفحه نمایش بنویسیم:
$ echo “Hello” > /dev/tty
Hello
و در مثال دوم فایل ورودی grep را همین دستگاه تعیین کرده ایم، که مانند خواندن از صفحه‌کلید است:
$ grep ali /dev/tty mahdi alireza
alireza
این فایل‌های خاص در قسمت‌های بعدی به طور مفصل‌تر بحث خواهند شد.
۱.۲ انتقال (تغییر مسیر) کانال‌های استاندارد
عملگر شلِ < (علامت بزرگ‌تر) برای انتقال کانال خروجی استاندارد به کار میرود. برای مثال:
$ ls -laF > fileList
$_
خروجی دستور ls -laF را به فایل fileList منتقل میکند و همانطور که میبینید چیزی روی صفحه نمایش داده نمیشود و شل آماده دریافت دستور بعدی است.
نکات:
۱. فایل fileList در صورتی که موجود نباشد ایجاد و در صورتی که هم‌اکنون موجود باشد، اطلاعات آن رونویسی میشود.
۲. ایجاد یا رونویسی فایل قبل از اجرای برنامه‌ای که خروجی آن به فایل منتقل میشود، انجام میگیرد. یعنی اگر دستور اشتباه باشد یا دارای اشتباه نوشتاری/نحوی باشد، قبل از بررسی این مورد فایل ایجاد/رونویسی میشود اما خالی میماند.
۳. برای جلوگیری از رونویسی فایل، از دستور زیر استفاده کنید تا در صورت انتقال خروجی به یک فایل موجود، یک خطا به جای رونویسی رخ دهد:
$ set -o noclobber
حالا که از عملگر انتقال استفاده کردید، بیایید محتویات فایل fileList را ببینیم، اگر دقت کنید میبینید که فایل fileList هم با حجم صفر وجود دارد:
$ less fileList
… -rw-r--r-- 1 ali-rnt ali-rnt 0 Feb 20 18:43 fileList -rw-r--r-- 1 ali-rnt ali-rnt 68593 Dec 21 21:39 IntegratingQtQml.odt -rw-r--r-- 1 ali-rnt ali-rnt 13280 Aug 31 21:09 LE-10.odt -rw-r--r-- 1 ali-rnt ali-rnt 17625 Sep 28 17:39 LE-11.odt -rw-r--r-- 1 ali-rnt ali-rnt 14336 Oct 27 19:16 LE-12.odt -rw-r--r-- 1 ali-rnt ali-rnt 99939 Oct 27 19:29 LE-12.pdf …
این نشانی بر این نکته است که فایل fileList قبل از اجرای دستور ایجاد شده و حجم آن هم صفر بوده، و پس از اجرای دستور خروجی به آن منتقل شده. توجه کنید که ls ابتدا محتوای دیرکتوری را میخواند و سپس خروجی میدهد.
برای اینکه خروجی یک دستور را به فایلی ببرید، بدون اینکه محتوای قبلی آن پاک شود (اضافه کردن یا append کردن) از عملگر << به جای < استفاده کنید. فایل مورد نظر در صورت عدم وجود ایجاد میشود.
یک راه دیگر برای انتقال خروجی استاندارد، استفاده از بک تیک (علامت `) می باشد. این روش خروجی استاندارد دستوری که داخل بک تیک ها قرار دارد را به عنوان ورودی به برنامه میدهد. یک مثال:
$ less dates 22/02 Substitution and input
23/02 Pipelines
$ date +%d/%m 22/02 $ grep `date +%d/%m` dates 22/02 Substitution and input
اکنون نوبت به تغییر مسیر ورودی استاندارد میرسد که با عملگر > امکان‌پذیر است. مثلاً فیلتر wc که تعداد کلمات را میشمارد، در مثال زیر ورودی اش را به جای کیبرد از فایل میگیرد:
$ ls > fileList $ wc -w < fileList
45
نکته: برای ارسال محتوای چند فایل به یک برنامه میتوانید از این روش استفاده کنید. با | کمی جلوتر آشنا میشوید. فعلاً همین شکل را به خاطر داشته باشید:
$ cat file1 file 2 file3 | wc -w
و اکنون شما باید بدانید که چگونه ورودی و خروجی استاندارد را همزمان منتقل کنید. مثلا:
$ wc -w <aFile >wordCount $ cat wordCount 213
کمی قبل تر گفته شد که یک کانال استاندارد دیگر هم به نام کانال خروجی استاندارد خطا وجود دارد که با شماره ۲ مشخص میشود. نکته‌ای که هنگام استفاده از عملگر ها باید بدانید این است که باید کانالی که عملگر روی آن‌ها اعمال میشود مشخص شود.
اینکار برای کانال‌های ۰ و ۱ اختیاری است. یعنی نوشتن < با <1 و > با >0 فرقی ندارد. اما برای کانال ۲ اجباری است. با استفاده از این نکته و همچنین اینکه برای انتقال یک کانال به کانال دیگر از &< استفاده میکنیم، میتوانیم کار با کانال ۲ را شروع کنیم.
مثال:
$ make >make.log 2>&1
دستور بالا خروجی استاندارد و خروجی استاندارد خطای برنامه make را به make.log منتقل میکند.
توجه کنید که ترتیب مهم است، دستور بالا ابتدا مشخص میکند که خروجی استاندارد به make.log منتقل شود و بعد میگوید که کانال ۲ را به کانال ۱ یعنی خروجی استاندارد منتقل کند، و چون خروجی استاندارد را فایل make.log مشخص کرده‌ایم به آن منتقل میشود. اما اگر به این ترتیب بنویسیم:
$ make 2>&1 >make.log
ابتدا کانال ۲ را به خروجی استاندارد (یعنی صفحه نمایش، ترمینال یا کنسول) منتقل میکند و سپس خروجی استاندارد را به make.log میبرد که در این مرحله شامل کانال ۲ (خروجی استاندارد خطا) نمیشود.
تمرین‌ها
-
با گزینه U- در دستور ls فایل‌ها بدون اینکه مرتب شوند به خروجی میروند. اما با این حال پس از اجرای
ls -laU >fileList سایز fileList همچنان صفر میماند. علت چیست؟
-
خروجی دو دستور زیر را مقایسه و علت را بیان کنید.
$ ls /tmp
$ ls /tmp >ls-tmp.txt
1Standard Channels
2Standard Input
3Standard Output
