Linux 管道和重定向的使用方法和常见场景有哪些？ - 面试题

Linux 管道和重定向是命令行操作的核心功能，可以实现进程间通信和数据流控制。

标准输入输出：

重定向操作符：

输出重定向：
- ：将标准输出重定向到文件（覆盖）
- ：将标准输出追加到文件
- 2>：将标准错误重定向到文件（覆盖）
- 2>>：将标准错误追加到文件
- &>：将标准输出和标准错误重定向到文件（覆盖）
- &>>：将标准输出和标准错误追加到文件
- file 2>&1：将标准输出和标准错误都重定向到文件
- 2>&1：将标准错误重定向到标准输出
输入重定向：
- <：从文件读取输入
- <<：here document，从命令行读取输入直到遇到定界符
- <<<：here string，从字符串读取输入
文件描述符重定向：
- n>&m：将文件描述符 n 重定向到文件描述符 m
- n<&m：将文件描述符 n 重定向为文件描述符 m 的副本
禁用输出：
- /dev/null：将输出重定向到空设备（丢弃）
- 2> /dev/null：将错误重定向到空设备（丢弃）

管道操作符：

|：将前一个命令的标准输出作为后一个命令的标准输入
|&：将前一个命令的标准输出和标准错误作为后一个命令的标准输入
管道示例：
- ps aux | grep nginx：查找 nginx 进程
- cat file.txt | grep "pattern" | wc -l：统计匹配行数
- ls -l | awk '{print $5}' | sort -n：按文件大小排序
- find / -name "*.log" 2>/dev/null | xargs grep "error"：查找日志中的错误

常用管道命令：

tee 命令：

tee：读取标准输入，写入文件和标准输出
常用选项：
- -a：追加到文件（不覆盖）
- -i：忽略中断信号
示例：
- command | tee output.txt：将输出保存到文件并显示在屏幕
- command | tee -a output.txt：将输出追加到文件并显示在屏幕

xargs 命令：

xargs：从标准输入读取参数并执行命令
常用选项：
- -n num：每次使用 num 个参数
- -I str：用 str 替换输入中的参数
- -p：执行前提示确认
- -t：显示执行的命令
示例：
- find . -name "*.txt" | xargs rm -f：删除所有 .txt 文件
- echo "file1 file2" | xargs -n 1 cat：逐个显示文件内容
- ls *.jpg | xargs -I {} cp {} /backup/：复制所有 jpg 文件到备份目录

进程替换：

<(command)：将命令的输出作为临时文件
(command)：将命令的输入作为临时文件
示例：
- diff <(sort file1) <(sort file2)：比较排序后的文件
- command > >(logger)：将输出发送到日志系统

命名管道（FIFO）：

实际应用示例：

日志分析：
- tail -f /var/log/nginx/access.log | grep "404"：实时监控 404 错误
- cat access.log | awk '{print $1}' | sort | uniq -c | sort -rn | head -10：统计访问量最高的 IP
数据处理：
- cat data.csv | cut -d, -f1 | sort | uniq：提取第一列并去重
- ps aux | awk '{sum+=$3} END {print sum}'：计算 CPU 总使用率
系统监控：
- vmstat 1 | awk '{print $4}'：监控内存使用
- iostat -x 1 | grep -v "^$": 监控磁盘 I/O
批量操作：
- find . -type f -name "*.sh" | xargs chmod +x：批量添加执行权限
- cat servers.txt | xargs -I {} ssh {} "uptime"：批量查看服务器运行时间

最佳实践：