解密 Shell 重定向：＞、＞1、2＞、＆＞、＞&、2＞&1、1＞&2 、/dev/null、＞＞、＞＞2、&＞＞

Shell 重定向这部分知识比较琐碎，符号很多，各种操作符又有多种“变种”，所以会让人感觉很凌乱。本文试图对这部分内容做一些规范化的梳理，主要以 GNU 官方文档为准。

1. 最佳实践

为了让本文更加实用，我们先把最重要的一些结论和建议放在前面，至于为什么要这样做，可以再仔细阅读本文后续的介绍。

• 永远首选 &> 实现正常信息和错误信息的合并重定向
• 永远首选 &> /dev/null 丢弃所有输出信息
• 几乎没有必要使用0，1，2，2＞，2＞&1，1＞&2这些操作符
• > 是 1> 的简写形式，>这个“坑”给了1>，2>就没有简写形式了

实际上，关于重定向，我们记住&>这一个操作符就足够了，在实际应用中，我们几乎不需要在命令行中使用到0，1，2这些标识符，以及它们和&，>之间的各种组合。但是，当出现了由它们组成的各种组合时，我们还是得要知道具体的含义，这就是本文后续要介绍的内容了。

2. 操作符汇总

首先，有必要“温习”一个基础知识点：在Linux上一切皆文件！所有的设备都可以使用一个文件来描述或代表，这一点在重定向操作中体现的尤为明显，例如：0，1，2，/dev/null 都是文件，其中：0代表文件/dev/stdin，1代表文件/dev/stdout，2代表文件/dev/stderr。而这些文件又分别代表了某种设备：/dev/stdin为标准输入设备，也就是键盘，所以：0代表 [ 标准输入 ]， 默认是键盘，1即代表[ 标准输出 ] ，默认是屏幕，2代表 [ 标准错误 ] ，默认也是屏幕，0，1，2的官方称谓是：file descriptor - 文件描述符。以下是与重定向有关的符号汇总：

注意：文件标识符0，1，2和重定向操作符＞、<之间是不能有空格的，通常的解释是：1>、 2>是一个整体（整体作为一个符号），其实可以反过来看，当0，1，2和＞、<之间出现空格时，0，1，2就会被优先解释为：当前文件夹下名为0，1，2的文件！所以中间不能有空格！

3. 环境准备

# always remove the file "a-non-existing-file.txt" no matter if it exists!
rm -f a-non-existing-file.txt
# always create the file "an-existing-file.txt"
echo 'hello world!' > an-existing-file.txt
cat an-existing-file.txt # 输出：hello world!
cat a-non-existing-file.txt # 输出：cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt # 输出：hello world! + cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory
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4. [ 标准输出 ] 重定向

下面是一组“平平无奇”的标准输出重定向测试，记住一点：1>和>一样的，>是1>的简化形式，1>是一个整体，中间不得有空格。

# Test Case 1: 标准输出重定向 [ > ]

# 清空 output.txt 文件
> output.txt
# 将标准输出重定向到 output.txt 文件
cat an-existing-file.txt > output.txt 
# 查看输出
cat output.txt # 输出：hello world!

# Test Case 2: 标准输出重定向 [ 1> ]

> output.txt
cat an-existing-file.txt 1> output.txt
cat output.txt # 输出：hello world
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5. [ 标准错误 ] 重定向

下面的这组测试很好地验证了标准错误与标准输出之间的差异，由于我们只是将标准错误重定向到了output.txt文件，所以只有错误信息才能被输出到该文件中，正常的命令输出信息（如cat an-existing-file.txt时输出的hello world!）是不会输出到output.txt文件中的。还有一点可以补充的是：既然>这个“坑”给了1>，所以2>就没有简写形式了。

# Test Case 3: 标准错误重定向 [ 2> ] 

> output.txt
cat an-existing-file.txt 2> output.txt
cat output.txt # 输出：空（无内容）

> output.txt
cat a-non-existing-file.txt 2> output.txt
cat output.txt # 输出：cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory

> output.txt
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt 2> output.txt
cat output.txt # 输出：cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory
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6. [ 标准输出 ] [ 标准错误 ] 重定向到同一文件

注意：本节讨论的这些操作全部都是”错误“示范，执行结果也很难解释，本节内容主要提醒读者不要犯本节示例中出现的这些错误，同时为下一节的合并重定向做铺垫。

显然，很多时候，我们需要把所有的信息（正常的输出和错误输出）统一输出到文件中，如果是基于上面的知识积累，我们可能想的一种做法是：将标准输出和标准错误都重定向到一个文件，就像下面这样：

# Test Case 4: [ 标准输出 ] 和 [ 标准错误 ] 分别重定向到同一文件，信息会相互覆盖

> output.txt
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt 1> output.txt 2> output.txt
cat output.txt # 输出：cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory

# Test Case 5: [ 标准输出 ] 和 [ 标准错误 ] 分别重定向到同一文件，信息会相互覆盖
> output.txt
cat a-non-existing-file.txt an-existing-file.txt 1>output.txt 2>output.txt
cat output.txt # 输出：hello world! + isting-file.txt: No such file or directory
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上述想法是对的，但却忽略了一个技术细节，那就是：1> output.txt 和 2> output.txt 是两次独立的重定向操作，从测试结果上分析看，两次重定向操作1> output.txt 和 2> output.txt 应该都是”生效“的，但是由于它们都向同一个文件写入数据，出现了覆盖对方数据的问题，所以这种方式完全不可取！也没有必要深究这里面的覆盖逻辑是什么，总之，这不是一种正确的做法，我们实际需要的是：[ 标准输出 ] + [ 标准错误 ] 合并重定向

7. [ 标准输出 ] + [ 标准错误 ] 合并重定向

为了实现[ 标准输出 ] + [ 标准错误 ] 合并重定向，Shell引入了专职的操作符：&> 、>&、2>&1 ，它们能将标准输出和标准错误合并到输出到指定的位置（不存在上述相互覆盖的问题）。

7.1. &> 是首选，&> 和 >& 两种形式等价 ，但有极微小的差异

# Test Case 6: [ 标准输出 + 标准错误 ] 合并重定向 [ &> ] 
> output.txt
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt &> output.txt
cat output.txt # 输出：hello world! + cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory

# Test Case 7: [ 标准输出 + 标准错误 ] 合并重定向 [ >& ] 
> output.txt
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt >& output.txt
cat output.txt # 输出：hello world! + cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory
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上述测试用例表明&> 和 >& 可相互替换，但是，在一种特殊情况下，两者会有差异，即：>& 后面不可接数字或连字符，否则会报错，也就是说：当我们想要重定向的文件名刚好是个数字或连字符时，就只能使用&> ！就是因为这样一种很特殊的情况，使得&>的适用性高出了>& “一丢丢”，所以GNU官方文档也因此建议用户优先使用&> ！以下是测试用例：

# Test Case 8: [ 标准输出 + 标准错误 ] 合并重定向 [ &> ] 
> 3
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt &>3
cat output.txt # 输出：hello world! + cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory

# Test Case 9: [ 标准输出 + 标准错误 ] 合并重定向 [ >& ] 
> 3
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt >&3 # 报错：-bash: 3: Bad file descriptor
cat output.txt # 输出：hello world!
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7.2. &> 和 >& 可视作 2>&1 或 1>&2 的简化形式，但它们并不完全等价

这里一定要结合重定向的目标来看。通常&> 和 >& 直接出现在命令和重定向文件之间，语法简洁，“重定向”的示意性很强，也没有任何歧义。但是，单独的 2>&1 操作短语只是说：将[ 标准错误 ] 输出合并到 [ 标准输出 ] 指向的目标，而此时 [ 标准输出 ] 指向的是什么并没有给用户提供显式设置的方式，而是要根据当时的上下文判定（可能是文件，也可能是屏幕），这就会导致：由于2>&1 出现的时机（在命令行中的位置）不同，产生的结果也将不同！这是 2>&1 要比 &> 和 >& 难以“拿捏”的地方，下面的例子（也是一个非常Tricky的例子）很好地诠释了这一点：

# Test Case 10: [ 标准错误 ]合并重定向到[ 标准输出 ]: [ 2>&1 ] 
> output.txt
# [ 标准输出 ]先被重定向到了文件，而后[ 标准错误 ]被合并重定向到了[ 标准输出 ]所指向的位置，此时也是文件
# 所以最终[ 标准错误 ]和[ 标准输出 ]都将输出到文件
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt > output.txt 2>&1
cat output.txt # 输出：hello world! + cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory

# Test Case 11: [ 标准错误 ]合并重定向到[ 标准输出 ]: [ 2>&1 ] 
> output.txt
# [ 标准错误 ]先被合并重定向到了[ 标准输出 ]，注意，此时的[ 标准输出 ]还是屏幕，所以[ 标准错误 ]实际是被定向到了屏幕，
# 而后[ 标准输出 ]被重定向到了文件（注意：> 就是 1>），但是[ 标准错误 ]没有再改动，所以最终错误信息输出到了屏幕，正常信息保存进了文件
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt 2>&1 > output.txt
cat output.txt # 输出：hello world!
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在上述两个对比测试中可以看到：由于 2>&1 出现的位置不同，导致了完全不同的重定向结果，具体的解释参考代码中的注释。

理解了 2>&1 就不难理解 1>&2了，它将 [ 标准输出 ] 合并重定向到了 [ 标准错误 ] 指向的目标，同样，此时 [ 标准输出 ] 指向的是什么需要根据当时的上下文判定。

7.3. 没有 2&>1 或 1&>2 这种形式，如果错误地使用了它，会导致”怪异“行为

对，没有！虽然有 &>，但就是没有 2&>1，如果你错误地使用了它，命令行可能不会报错，但执行结果会和预期严重不符，看上去行为非常”怪异“！以下又是一个非常Tricky的测试用例：

# Test Case 12: [ 标准输出 + 标准错误 ] 合并重定向 [ 2&>1 ] 
> output.txt
cat an-existing-file.txt a-non-existing-file.txt > output.txt 2&>1
cat output.txt # 输出：空（无内容）
cat 1 # 输出：hello world! + cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory + cat: 2: No such file or directory
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执行后：控制台和output.txt均无任何输出！但是会在当前目录生成一个名为1的文件，生成内容为：

hello world!
cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory
cat: 2: No such file or directory
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我们来分析一下导致上述怪异输出的原因：首先，[ 标准输出 ]先被重定向到了文件，然后2被解释为了一个文件，给到cat去读取，但由于当前目录并没有这个文件，故cat命令（将会）报错：cat: 2: No such file or directory，然后&>1被解释为：[ 标准输出 + 标准错误 ] 合并重定向到了文件 1，如此一来，整个输出内容就可以解释通了：

1. 所有的输出都被重定向了文件 1；
2. 在cat an-existing-file.txt时，标准输出了hello world!；
3. 在cat a-non-existing-file.txt时，标准错误输出了cat: a-non-existing-file.txt: No such file or directory；
4. 在cat 2时，标准错误输出了cat: 2: No such file or directory

参考资料

https://www.gnu.org/software/bash/manual/html_node/Redirections.html
https://www.redhat.com/sysadmin/linux-shell-redirection-pipelining