UNIX — универсальная среда программирования

Керниган Брайан Уилсон

Аналогично символ

<

означает, что входной поток программы берется из последующего файла, а не с терминала. Так, можно заготовить письмо в файле

let

, а затем послать его нескольким адресатам:

$ mail mary joe torn bob < let

Во всех этих примерах наличие пробелов по обе стороны символа

>

или

<

не обязательно, но такое представление традиционно.

Имея возможность переключать выходной поток с помощью

<

, мы можем комбинировать команды, получая эффект, недостижимый

другим способом. Например, можно выдать список пользователей в алфавитном порядке

$ who > temp

$ sort < temp

Поскольку команда

who

выдает по одной строке на каждого пользователя, работающего в системе, a

wc -l

производит подсчет строк (подавляя вывод числа слов и символов), можно подсчитать число пользователей с помощью команд:

$ who > temp

$ wc -l < temp

и число файлов в текущем каталоге:

$ ls > temp

$ wc -l < temp

хотя в это число войдет и сам файл

temp

. Можно выдать список имен файлов в три столбца, задав

$ ls > temp

$ pr -3 < temp

Наконец, можно убедиться в том, что некий пользователь вошел в систему, комбинируя команды

who

и

grep

:

$ who > temp

$ grep mary < temp

Во всех перечисленных выше примерах, как и в случае имен файлов, содержащих образы типа

*

, важно понимать, что символы

<

и

>

обрабатываются самим интерпретатором

shell

, а не отдельной программой. Благодаря этому переключение входного и выходного потоков возможно для любой программы, причем сама программа даже "не подозревает", что происходит что-то необычное.

Изложенное подводит нас к важному выводу. Команда

$ sort < temp

сортирует содержимое файла

temp

так же, как

$ sort temp

но в их действиях есть различие. Поскольку строка

< temp

обрабатывается интерпретатором

shell

, первая команда

sort

не воспринимает файл

temp

как свой аргумент; она просто сортирует собственный стандартный входной поток, который переключен интерпретатором на файл

temp

. В то же время в последнем случае имя temp передается команде sort в качестве аргумента, она читает его и сортирует файл. Команде sort можно передать список файлов:

$ sort temp1 temp2 temp3

но, если имена файлов отсутствуют, она всегда будет сортировать стандартный входной поток. Это существенная особенность большинства команд: если не указаны имена файлов, то обрабатывается стандартный входной поток. Следовательно, достаточно ввести имя команды, чтобы посмотреть, как она выполняется. Например,

$ sort

ghi

abc

def

ctl-c

abc

def

ghi

$

В

дальнейшем мы покажем, как реализуется этот принцип.

Упражнение 1.5

Объясните, почему команда

$ ls > ls.out

включает

ls.out

в список имен.

Упражнение 1.6

Объясните результат выполнения команды

$ wc temp > temp

Что произойдет, если вы ошибетесь в имени команды, задав

$ woh > temp

Программные каналы

Все примеры, приведенные в конце предыдущего раздела, основаны на одном и том же приеме: выходной поток одной программы передается в качестве входного потока для другой программы через временный файл. Сам временный файл больше не имеет никакого смысла; в самом деле, неудобно использовать такой файл. Это соображение привело к возникновению одной из фундаментальных концепций системы UNIX, идеи программного канала. Программный канал представляет собой средство связи выходного потока одной программы с входным потоком другой без всяких временных файлов; соединение программным каналом двух или более программ называется конвейером.

Пересмотрим теперь некоторые из предыдущих примеров с точки зрения использования программных каналов вместо временных файлов. Вертикальная черта служит указанием интерпретатору

shell

для создания конвейера:

$ who | sort

Печать отсортированного списка пользователей

$ who | wc -l

Подсчет числа пользователей

$ ls | wc -l

Подсчет числа файлов

$ ls | pr -3

Вывод списка имен файлов в три столбца

$ who | grep mary

Поиск определенного пользователя

Всякая программа, вводящая информацию с терминала, может вводить ее и по программному каналу; всякая программа, производящая вывод на терминал, может выдавать информацию в программный канал. Это тот случай, когда приносит плоды решение читать стандартный входной поток, если не заданы никакие файлы. Любая программа, выполняющая данное соглашение, может быть включена в конвейер. В рассмотренных выше примерах команды

pr

,

grep

,

sort

и

wc

используются именно таким способом.

Можно связать конвейером сколь угодно много программ. Например,

$ ls | pr -3 | lpr

создает список имен файлов в три столбца и выдает его на печатающее устройство, а

$ who | grep mary | wc -l

подсчитывает, сколько раз пользователь Мэри входила в систему.

Программы, связанные конвейером, выполняются одновременно, а не последовательно одна за другой. Это означает, что программы в конвейере могут вступать в диалог; ядро выполняет необходимые операции переключения и синхронизации, чтобы такая схема работала. Большинство команд следует определенному образцу, поэтому они хорошо вписываются в конвейер и могут выполняться в нем на любом месте. Обычный вызов команды имеет вид: