也许你并没有真的掌握bash的重定向

今天有一位大佬问了我一个shell命令行重定向的问题。原问题如下：

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# /err是不存在的，所以ls /err会报错
# /tmp存在，所以ls /tmp没有错误
$ (ls /err /tmp 2>&1) >a.log

大佬疑惑的点在于，ls的标准输出和标准错误的目标分别是哪里。

对于上面这个命令，肉眼看上去，答案挺明显的，标准输出和标准错误都输出到a.log文件中，但可能有些人并不理解背后是为什么。

而且下面再改一下，可能会更具迷惑性：

1	$ (ls /err /tmp 2>&1) >a.log 2>err.log

再问，ls命令的标准输出和标准错误的目标分别是哪里？

答案仍然一样：标准输出和标准错误的目标都是a.log文件。

这条命令的背后发生了什么才会导致如此结果呢？这条命令看上去是重定向的问题，但实际上是shell解析命令行的问题。理解了shell是如何解析命令行的，这个重定向问题将非常透彻。

对此，在这里我做一个详细的分析。

细节分析

对于命令(ls /err /tmp 2>&1) >a.log 2>err.log来说，下面是从敲下回车键到ls命令开始执行的整个过程描述。

1.当前的bash进程扫描(读取)我们所敲下的命令行，扫描完成后，bash进程开始解析命令行。

2.bash在解析命令行的过程中，首先发现命令行中有一对小括号，包含命令的小括号是bash的保留关键字，表示将括号内的命令放在子shell进程中执行。

这里保留关键字是一个关键点。除了包含命令的小括号()是保留关键字，还有包含命令的大括号{}、for循环的for、case语句的case、if条件语句的if，等等都是保留关键字。

保留关键字有什么特殊呢？不用管它的特殊性，不过既然都是保留关键字，bash对待包含命令的()和对待for关键字的方式是一样的，相当于是一个名为(的特殊命令。

这意味着该命令行小括号部分不会立即去解析执行，而是保留下来不动。

3.bash将小括号部分保留下来后，继续解析后面的内容，发现有两个重定向动作。

对于>a.log，bash会立即打开a.log文件，并将标准输出fd=1关联到打开的a.log文件。

然后对于2>err.log，bash会立即打开err.log，并将标准错误fd=2关联到打开的err.log。

4.命令行解析完成，开始执行命令。这个命令就是上面保留下来的括号部分。

5.因为小括号表示在子shell中执行括号内的命令行，所以当前正在解析命令行的bash进程会fork创建一个子bash进程用来执行括号内的命令行。

fork出来的子进程继承了父bash进程设置的标准输出和标准错误重定向，也就是说，在子bash进程中标准输出fd=1也关联到了打开的a.log文件，标准错误fd=2也关联到了打开的err.log文件。

子bash进程开始读取并解析括号内的命令行，即ls /err /tmp 2>&1部分。

子bash在解析命令行过程中发现有一个重定向操作2>&1，这表示将标准错误fd=2重新关联到fd=1所关联的目标，而此时fd=1所关联的目标是已打开的a.log，所以2>&1的结果是子bash进程的fd=2关联到已打开的a.log，而fd=1则没有变化，仍然是关联到已打开的a.log，也就是说，标准错误和标准输出都关联到了a.log。

6.子bash进程解析完括号内的命令行后，开始执行括号内的命令ls，于是ls命令将标准错误和标准输出都写入到a.log。