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Shell进程替换

进程替换和命令替换非常相似。命令替换是把一个命令的输出结果赋值给另一个变量,例如dir_files=`ls -l`date_time=$(date);而进程替换则是把一个命令的输出结果传递给另一个(组)命令。

为了说明进程替换的必要性,我们先来看一个使用管道的例子:
echo "http://c.biancheng.net/shell/" | read
echo $REPLY
以上代码输出结果总是为空,因为 echo 命令在父 Shell 中执行,而 read 命令在子 Shell 中执行,当 read 执行结束时,子 Shell 被销毁,REPLY 变量也就消失了。管道中的命令总是在子 Shell 中执行的,任何给变量赋值的命令都会遭遇到这个问题。

使用 read 读取数据时,如果没有提供变量名,那么读取到的数据将存放到环境变量 REPLY 中,这一点已在《Shell read》中讲到。

幸运的是,Shell 提供了一种“特异功能”,叫做进程替换,它可以用来解决这种麻烦。

Shell 进程替换有两种写法,一种用来产生标准输出,借助输入重定向,它的输出结果可以作为另一个命令的输入:

<(commands)

另一种用来接受标准输入,借助输出重定向,它可以接收另一个命令的输出结果:

>(commands)

commands 是一组命令列表,多个命令之间以分号;分隔。注意,<>与圆括号之间是没有空格的。

例如,为了解决上面遇到的问题,我们可以像下面这样使用进程替换:
read < <(echo "http://c.biancheng.net/shell/")
echo $REPLY
输出结果:
http://c.biancheng.net/shell/

整体上来看,Shell 把echo "http://c.biancheng.net/shell/"的输出结果作为 read 的输入。<()用来捕获 echo 命令的输出结果,<用来将该结果重定向到 read。

注意,两个<之间是有空格的,第一个<表示输入重定向,第二个<()连在一起表示进程替换。

本例中的 read 命令和第二个 echo 命令都在当前 Shell 进程中运行,读取的数据也会保存到当前进程的 REPLY 变量,大家都在一个进程中,所以使用 echo 能够成功输出。

而在前面的例子中我们使用了管道,echo 命令在父进程中运行,read 命令在子进程中运行,读取的数据也保存在子进程的 REPLY 变量中,echo 命令和 REPLY 变量不在一个进程中,而子进程的环境变量对父进程是不可见的,所以读取失败。

再来看一个进程替换用作「接受标准输入」的例子:

echo "C语言中文网" > >(read; echo "你好,$REPLY")

运行结果:
你好,C语言中文网

因为使用了重定向,read 命令从echo "C语言中文网"的输出结果中读取数据。

Shell进程替换的本质

为了能够在不同进程之间传递数据,实际上进程替换会跟系统中的文件关联起来,这个文件的名字为/dev/fd/n(n 是一个整数)。该文件会作为参数传递给()中的命令,()中的命令对该文件是读取还是写入取决于进程替换格式是<还是>
  • 如果是>(),那么该文件会给()中的命令提供输入;借助输出重定向,要输入的内容可以从其它命令而来。
  • 如果是<(),那么该文件会接收()中命令的输出结果;借助输入重定向,可以将该文件的内容作为其它命令的输入。

使用 echo 命令可以查看进程替换对应的文件名:
[c.biancheng.net]$ echo >(true)
/dev/fd/63
[c.biancheng.net]$ echo <(true)
/dev/fd/63
[c.biancheng.net]$ echo >(true) <(true)
/dev/fd/63 /dev/fd/62
/dev/fd/目录下有很多序号文件,进程替换一般用的是 63 号文件,该文件是系统内部文件,我们一般查看不到。

我们通过下面的语句进行实例分析:

echo "shellscript" > >(read; echo "hello, $REPLY")

第一个>表示输出重定向,它把第一个 echo 命令的输出结果重定向到/dev/fd/63文件中。

>()中的第一个命令是 read,它需要从标准输入中读取数据,此时就用/dev/fd/63作为输入文件,把该文件的内容交给 read 命令,接着使用 echo 命令输出 read 读取到的内容。

可以看到,/dev/fd/63文件起到了数据中转或者数据桥梁的作用,借助重定向,它将>()内部的命令和外部的命令联系起来,使得数据能够在这些命令之间流通。

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