文本流
文件用于数据的存储,相当于一个个存储数据的房子。我们之前说,所谓的数据是0或者1的序列,但严格来说,Linux以字节(byte)来作为数据的单位,也就是说这个序列每八位(bit)为一个单位(八位二进制对应的十进制范围为0到255)。使用ASCII编码,可以将这样一个字节转换成为字符。所以,在Linux中,我们所说的数据,完全可以用字符表达出来,也就是说文本(text)的形式。
实际上,如果以bit为单位处理字符的话,机器会更容易读懂和传输,效率会更高。但为什么Linux依然以字节为单位进行处理呢?原因在于,相对于以bit为单位处理数据,以byte为单位可以更容易将数据转化为字符。相对于枯燥的0和1,字符更容易被人读懂(humanreadable)。然而,并不是所有的数据都是设计来让人读懂的,比如可执行文件包含的各种字符对于人来说并没有什么意义(因为可执行文件是为了让机器读懂的)。但Linux依然以字节为单位处理所有文件,这是为了让所有文件能够共用一套接口(virtualfilesystem),从而减少Linux设计的复杂度。
("everythingisafile"是通常所流传的UNIX设计的哲学之一,但Linus对此作出纠正,改为"everythingisastreamofbytes"。)
然而,数据不是在找到了自己的房子(file)之后就永远的定居下来。它往往要被读入到内存(就像是到办公室上班),或者被传送到外部设备(好像去酒店休假),或者搬到别的房子中。在这样的搬迁过程中,数据像是一个个排着队走路的人流,我们叫它文本流(textstream,或者bytestream)。然而,计算机不同设备之间的连接方法差异很大,从内存到文件的连接像是爬山,从内存到外设像是游过一条河。为此,Linux还定义了流(stream),以此作为修建连接各处的公路的标准。Stream的好处在于,无论你是从内存到外设,还是从内存到文件,所有的公路都是相同的(至于公路下面是石头还是土地,都可以不用操心)。
我们再回味一下everythingisastreamofbytes这句话。信息包含在文本流中,不断在计算机的各个组件之间流动,不断地接受计算机的加工,最终成为用户所需要的某种服务。
(说句题外话,如果看过骇客帝国的话,一定会对文本流印象深刻。)
标准输入,标准输出,标准错误与重新定向
当Linux执行一个程序的时候,会自动打开三个流,标准输入(standardinput),标准输出(standardoutput),标准错误(standarderror)。比如说你打开命令行的时候,默认情况下,命令行的标准输入连接到键盘,标准输出和标准错误都连接到屏幕。对于一个程序来说,尽管它总会打开这三个流,但它会根据需要使用,并不是一定要使用。
想象一下敲击一个
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