實(shí)際場景
- 在操作Linux命令行的時候，如果需要將日志到處并保存到某個文件，我們可能會用到命令
2>&1，將“正常日志”和“錯誤日志”都放在一起。 - 在寫Java應(yīng)用時，我們經(jīng)常會用到
System.out.println(.....)來打印程序運(yùn)行時的一些信息，實(shí)際上Java還提供了System.err.println(.....)方法用來打印程序出錯時候的信息。
介紹
在Unix系統(tǒng)及類Unix系統(tǒng)中，Standard streams（標(biāo)準(zhǔn)流）是計算機(jī)程序與其環(huán)境之間，信息輸入和輸出的通道。包括stdin，stdout和stderr.
根據(jù)POSIX協(xié)議，這3個標(biāo)準(zhǔn)流都有自己對應(yīng)的文件描述符(File_descriptor)：
| 文件描述符（整數(shù)值） | 名稱 | <unistd.h>符號常量 | <stdio.h>文件流 |
|---|---|---|---|
| 0 | Standard input | STDIN_FILENO | stdin |
| 1 | Standard output | STDOUT_FILENO | stdout |
| 2 | Standard error | STDERR_FILENO | stderr |
起源
a. 標(biāo)準(zhǔn)流(Standard streams)的起源
在Unix之前的操作系統(tǒng)，程序必須明確指出鏈接到合適的輸入和輸出數(shù)據(jù)。對這當(dāng)中的許多系統(tǒng)而言，這牽涉一些錯綜復(fù)雜而又與特定操作系統(tǒng)相關(guān)的事，過程相當(dāng)復(fù)雜（如控制環(huán)境設(shè)置、訪問一個文件表格、決定區(qū)域數(shù)據(jù)集、和決定讀卡器、磁帶、磁盤、打印機(jī)、打卡機(jī)或交互式終端機(jī)）。
Unix 的偉大開創(chuàng)貢獻(xiàn)之一，就是是提供 抽象設(shè)備 ：它免除了程序須要知道或在意它正與哪個設(shè)備溝通。 Unix 借由數(shù)據(jù)流的概念來消除這種復(fù)雜。數(shù)據(jù)流是指一種數(shù)據(jù)字節(jié)的有序序列，在其讀到文件結(jié)尾（End of file, EOF）之前可以一直被讀取。另一個 Unix 突破為默認(rèn)自動鏈接輸入和輸出，程序（或者說編寫它的程序員），不用為了文件的輸入、輸出操心。在此之前，程序員需要用復(fù)雜的工作控制語言創(chuàng)建鏈接，協(xié)調(diào)責(zé)任。
b. 文件描述符(File_descriptor)的起源
linux為了實(shí)現(xiàn)一切皆文件的設(shè)計哲學(xué)，不僅將數(shù)據(jù)抽象成了文件，也將一切操作和資源抽象成了文件，比如說硬件設(shè)備，socket，磁盤，進(jìn)程，線程等。這樣的設(shè)計將系統(tǒng)的所有動作都統(tǒng)一起來，實(shí)現(xiàn)了對系統(tǒng)的原子化操作，大大降低了維護(hù)和操作的難度，想想看，對于socket，硬件設(shè)備，我們只要讀讀寫寫文件就能對其進(jìn)行操作是多么爽的一件事。
那么在操作這些所謂的文件的時候，我們不可能沒操作一次就要找一次名字吧，這樣會耗費(fèi)大量的時間和效率。咱們可以每一個文件操作一個索引，這樣，要操作文件的時候，我們直接找到索引就可以對其進(jìn)行操作了。我們將這個索引叫做文件描述符（file descriptor），在系統(tǒng)里面是一個非負(fù)的整數(shù)。每打開或創(chuàng)建一個文件，內(nèi)核就會向進(jìn)程返回一個fd，第一個打開文件是0，第二個是1，依次遞增。
Linux的根目錄/dev是 Device(設(shè)備)的縮寫。該目錄下存放的是 Linux 的外部設(shè)備，在 Linux 中訪問設(shè)備的方式和訪問文件的方式是相同的。從該目錄下的內(nèi)容也可以看到標(biāo)準(zhǔn)流的影子
$ ll /dev |grep std
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jul 27 16:54 stderr -> /proc/self/fd/2
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jul 27 16:54 stdin -> /proc/self/fd/0
lrwxrwxrwx 1 root root 15 Jul 27 16:54 stdout -> /proc/self/fd/1
$ # Linux的文件描述符可以通過 /proc/PID/fd/ 路徑獲取使用。
應(yīng)用
- Linux命令行中，可以通過重定向符號（例如：>）來控制標(biāo)準(zhǔn)流的輸出，使用實(shí)例。
- Java應(yīng)用當(dāng)中，也可以通過java.lang.Process類來讀取/寫入標(biāo)準(zhǔn)流，可參考源碼方法注釋。
Ref:
