【bash】リダイレクトとパイプを理解する（１）

普段なにげなくリダイレクトやパイプを使っていますが、勉強を兼ねてまとめてみます。
※長くなりそうなので適当に複数回に分けます。

標準入出力

標準入出力とはコマンドに与えられた、データストリーム入出力に関するインターフェースのことです。
標準入出力には以下の3つがあります。

名前	デフォルト	ファイルディスクリプタ(FD)
標準入力	キーボード	0
標準出力	画面	1
標準エラー出力	画面	2

標準入力はコマンドへの入力ストリームで、キーボードからの入力です。
標準出力はコマンドからの出力ストリームで、エラー関係以外のメッセージを端末画面に出力します。
標準エラー出力は標準出力と同様にコマンドからの出力ストリームですが、
エラー関係のメッセージを端末画面に出力する点が異なります。

ファイルディスクリプタ(FD)

FDはコマンドが外部リソースと通信するためのインターフェースで、
内部に通信する外部リソースへの参照情報と、 0以上の整数値である識別子を持っています。

標準入出力へのFDはあらかじめ用意されており、
標準入力にはFD0番、標準出力にはFD1番、標準エラー出力にはFD2番、
がそれぞれ割り当てられています。

コマンドはこれらFDを介して標準入出力にアクセスします。

リダイレクトしない場合の、コマンドと標準入出力の関係をイメージ図にすると次のようになります。

リダイレクト

リダイレクトとは「FDの参照先を変更する操作」です。
よく「標準出力のりダイレクト」や「標準エラー出力のリダイレクト」と表現しますが、
標準出力や標準エラー出力そのものを操作するわけではありません。

標準出力と標準エラー出力のリダイレクト

標準出力と標準エラー出力のリダイレクトとは、FD1番とFD2番のリダイレクトのことです。
標準出力と標準エラー出力では2種類のリダイレクトがよく使われます。
1つは出力先をファイルにするリダイレクトで、
もう1つは出力先を他の標準出力または標準エラー出力の出力先と同じにするリダイレクトです。

１．出力先をファイルにリダイレクトする

出力先をファイルに変更するには、リダイレクト演算子 " > " または " >> " を使います。

リダイレクト演算子 " > "

≪書式≫
$ コマンド [n]> ファイル名  ･･･  ファイルを書き込みモードで開き、
                                 コマンドのFD n番の出力先に設定(リダイレクト)する。
                                 ファイルは出力内容で上書き保存される。　
  ※[n]：リダイレクトするFD番号。
         省略した場合、FD1番(=標準出力)がリダイレクトされる。

≪記述例≫
$ ls > result1.txt　 ･･･  FD1番(標準出力)の内容がresult1.txtに上書き保存される。
$ ls 2> result2.txt　･･･  FD2番(標準エラー出力)の内容がresult2.txtに上書き保存される。

最初の記述例「$ ls > result1.txt」の動作をイメージ図にすると次のようになります。
FD1番の参照先が、標準出力から「result1.txt」にリダレクトされています。

リダイレクト演算子 " >> "

≪書式≫
$ コマンド [n]>> ファイル名  ･･･  ファイルを書き込みモードで開き、
                                  コマンドのFD n番の出力先に設定(リダイレクト)する。
                                  出力内容はファイルに追記保存される。　
  ※[n]：リダイレクトするFD番号。
         省略した場合、FD1番(=標準出力)がリダイレクトされる。

≪記述例≫
$ ls >> result1.txt　 ･･･  lsコマンドの標準出力の内容がresult1.txtに追記保存される。
$ ls 2>> result2.txt　･･･  lsコマンドの標準エラー出力の内容がresult2.txtに追記保存される。

イメージ図は先ほどと同じなので省略します。

２．出力先を他のFDと同じ出力先にリダイレクトする
出力先を他のFDと同じ出力先にリダイレクトするには、リダイレクト演算子 " >& " を使います。

リダイレクト演算子 " >& "

≪書式≫
$ コマンド n>&m ファイル名  ･･･  コマンドのFD n番をFD m番と同じ出力先にリダイレクトする。
  ※n：リダイレクトするFD番号。
    m：リダイレクト先のFD番号。

≪記述例≫
$ ls 2>&1  ･･･  lsコマンドの標準エラー出力を標準出力と同じ出力先にリダイレクトする。
$ ls 1>&2  ･･･  lsコマンドの標準出力を標準エラー出力と同じ出力先にリダイレクトする。

最初の記述例「$ ls 2>&1」の動作をイメージ図にすると次のようになります。
FD2番の参照先が、標準エラー出力からFD1番とおなじ標準出力にリダレクトされています。

標準入力のリダイレクト

標準入力に関するリダイレクトとは、FD0番のリダイレクトです。標準入力に関するリダイレクトでは、入力元をファイルにするリダイレクトがよく使われます。
※本当はヒアドキュメントもあるのですが省略します。

１．入力元をファイルにリダイレクトする

リダイレクト演算子 " < "

≪書式≫
$ コマンド [n]< ファイル名  ･･･  ファイルを読込みモードで開き、
                                 FD n番の入力元をファイルに設定(リダイレクト)する。
  ※[n]：リダイレクトするFD番号。
         省略した場合、FD0番(=標準入力)がリダイレクトされる。

≪記述例≫
$ echo < data.txt  ･･･  FD0番(標準入力)がdata.txtにリダイレクトされ、
                        その内容がechoコマンドによって表示される。

記述例の動作をイメージ図にすると次のようになります。
FD0番の参照先が、標準入力から「data.txt」にリダレクトされています。

次回はパイプについてまとめます。
次回：【bash】リダイレクトとパイプを理解する（２）