$ who > temp
$ wc -l < temp
и число файлов в текущем каталоге:
$ ls > temp
$ wc -l < temp
хотя в это число войдет и сам файл
temp
. Можно выдать список имен файлов в три столбца, задав
$ ls > temp
$ pr -3 < temp
Наконец, можно убедиться в том, что некий пользователь вошел в систему, комбинируя команды
who
и
grep
:
$ who > temp
$ grep mary < temp
Во всех перечисленных выше примерах, как и в случае имен файлов, содержащих образы типа
*
, важно понимать, что символы
<
и
>
обрабатываются самим интерпретатором
shell
, а не отдельной программой. Благодаря этому переключение входного и выходного потоков возможно для любой программы, причем сама программа даже "не подозревает", что происходит что-то необычное.
Изложенное подводит нас к важному выводу. Команда
$ sort < temp
сортирует содержимое файла
temp
так же, как
$ sort temp
но в их действиях есть различие. Поскольку строка
< temp
обрабатывается интерпретатором
shell
, первая команда
sort
не воспринимает файл
temp
как свой аргумент; она просто сортирует собственный стандартный входной поток, который переключен интерпретатором на файл
temp
. В то же время в последнем случае имя temp передается команде sort в качестве аргумента, она читает его и сортирует файл. Команде sort можно передать список файлов:
$ sort temp1 temp2 temp3
но, если имена файлов отсутствуют, она всегда будет сортировать стандартный входной поток. Это существенная особенность большинства команд: если не указаны имена файлов, то обрабатывается стандартный входной поток. Следовательно, достаточно ввести имя команды, чтобы посмотреть, как она выполняется. Например,
$ sort
ghi
abc
def
ctl-c
abc
def
ghi
$
В дальнейшем мы покажем, как реализуется этот принцип.
Упражнение 1.5
Объясните, почему команда
$ ls > ls.out
включает
ls.out
в список имен.
Упражнение 1.6
Объясните результат выполнения команды
$ wc temp > temp
Что произойдет, если вы ошибетесь в имени команды, задав
$ woh > temp
Программные каналы
Все примеры, приведенные в конце предыдущего раздела, основаны на одном и том же приеме: выходной поток одной программы передается в качестве входного потока для другой программы через временный файл. Сам временный файл больше не имеет никакого смысла; в самом деле, неудобно использовать такой файл. Это соображение привело к возникновению одной из фундаментальных концепций системы UNIX, идеи программного канала. Программный канал представляет собой средство связи выходного потока одной программы с входным потоком другой без всяких временных файлов; соединение программным каналом двух или более программ называется конвейером.
Пересмотрим теперь некоторые из предыдущих примеров с точки зрения использования программных каналов вместо временных файлов. Вертикальная черта служит указанием интерпретатору
shell
для создания конвейера:
$ who | sort
Печать отсортированного списка пользователей
$ who | wc -l
Подсчет числа пользователей
$ ls | wc -l
Подсчет числа файлов
$ ls | pr -3
Вывод списка имен файлов в три столбца
$ who | grep mary
Поиск определенного пользователя
Всякая программа, вводящая информацию с терминала, может вводить ее и по программному каналу; всякая программа, производящая вывод на терминал, может выдавать информацию в программный канал. Это тот случай, когда приносит плоды решение читать стандартный входной поток, если не заданы никакие файлы. Любая программа, выполняющая данное соглашение, может быть включена в конвейер. В рассмотренных выше примерах команды
pr
,
grep
,
sort
и
wc
используются именно таким способом.
Можно связать конвейером сколь угодно много программ. Например,
$ ls | pr -3 | lpr
создает список имен файлов в три столбца и выдает его на печатающее устройство, а
$ who | grep mary | wc -l
подсчитывает, сколько раз пользователь Мэри входила в систему.
Программы, связанные конвейером, выполняются одновременно, а не последовательно одна за другой. Это означает, что программы в конвейере могут вступать в диалог; ядро выполняет необходимые операции переключения и синхронизации, чтобы такая схема работала. Большинство команд следует определенному образцу, поэтому они хорошо вписываются в конвейер и могут выполняться в нем на любом месте. Обычный вызов команды имеет вид:
<i>команда флаги возможные имена файлов</i>
Если имена файлов не указаны, то команда читает стандартный входной поток, который по умолчанию поступает с терминала (что удобно для экспериментирования), однако возможно его переключение на файл или программный канал. Кроме того, во многих командах выдача идет в стандартный выходной поток, который по умолчанию направлен на терминал, но его также можно переключить на файл или программный канал.
Сообщения же об ошибках, выдаваемые командами, следует обрабатывать по-другому, иначе они затеряются в файле или программном канале. Поэтому каждая команда имеет еще один стандартный файл, называемый файлом диагностики, который обычно связан с вашим терминалом:
Рис. 1.2: Схема потоков в UNIX
Почти все рассматривавшиеся выше команды укладываются в эту схему; исключение составляют
who
и
date
, не имеющие входной информации, а также те, например
cmp
или
diff
, которые имеют определенное число входных файлов. (Посмотрите их флаг
'-'
.)
