如何理解Linux shell中“2>&1”

前言

有时候我们常看到类似这样的脚本调用：

1	./test.sh > log.txt 2>&1

这里的2>&1是什么意思？该如何理解？
先说结论：上面的调用表明将./test.sh的输出重定向到log.txt文件中，同时将标准错误也重定向到log.txt文件中。

有何妙用

（如果已经明白是什么作用，可跳过此小节）
上面到底是什么意思呢？我们来看下面的例子，假如有脚本test.sh：

#!/bin/bash
date         #打印当前时间
while true   #死循环
do
    #每隔2秒打印一次
	sleep 2
	whatthis    #不存在的命令
	echo -e "std output"
done

脚本中先打印当前日期，然后每隔2秒执行whatthis并打印一段字符。由于系统中不存在whatthis命令，因此执行会报错。
假如我们想保存该脚本的打印结果，只需将test.sh的结果重定向到log.txt中即可：

1	./test.sh > log.txt

执行结果如下：

1 2	ubuntu$ ./test.sh >log.txt ./test.sh: 行 7: whatthis: 未找到命令

我们明明将打印内容重定向到log.txt中了，但是这条错误信息却没有重定向到log.txt中。如果你是使用程序调用该脚本，当查看脚本日志的时候，将会完全看不到这条错误信息。而使用下面的方式则会将出错信息也重定向到log.txt中：

1	./test.sh > log.txt 2>&1

以这样的方式调用脚本，可以很好的将错误信息保存，帮助我们定位问题。

如何理解

每个程序在运行后，都会至少打开三个文件描述符，分别是0：标准输入；1：标准输出；2：标准错误。
例如，对于前面的test.sh脚本，我们通过下面的步骤看到它至少打开了三个文件描述符：

./test.sh    #运行脚本
ps -ef|grep test.sh  #重新打开命令串口，使用ps命令找到test.sh的pid
hyb       5270  4514  0 19:20 pts/7    00:00:00 /bin/bash ./test.sh
hyb       5315  5282  0 19:20 pts/11   00:00:00 grep --color=auto test.sh

可以看到test.sh的pid为5270，进入到相关fd目录：

cd /proc/5270/fd   #进程5270所有打开的文件描述符信息都在此
ls -l              #列出目录下的内容
lrwx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:23 0 -> /dev/pts/7
lrwx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:23 1 -> /dev/pts/7
lrwx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:20 2 -> /dev/pts/7
lr-x------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:23 255 -> /home/hyb/workspaces/shell/test.sh

可以看到，test.sh打开了0，1，2三个文件描述符。同样的，如果有兴趣，也可以查看其他运行进程的文件描述符打开情况，除非关闭了否则都会有这三个文件描述符。

那么现在就容易理解前面的疑问了，2>&1表明将文件描述2（标准错误输出）的内容重定向到文件描述符1（标准输出），为什么1前面需要&？当没有&时，1会被认为是一个普通的文件，有&表示重定向的目标不是一个文件，而是一个文件描述符。在前面我们知道，test.sh >log.txt又将文件描述符1的内容重定向到了文件log.txt，那么最终标准错误也会重定向到log.txt。我们同样通过前面的方法，可以看到test.sh进程的文件描述符情况如下：

lrwx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:35 0 -> /dev/pts/7
l-wx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:35 1 -> /home/hyb/workspaces/shell/log.txt
l-wx------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:35 2 -> /home/hyb/workspaces/shell/log.txt
lr-x------ 1 hyb hyb 64 10月 26 19:35 255 -> /home/hyb/workspaces/shell/test.sh

我们可以很明显地看到，文件描述符1和2都指向了log.txt文件，也就得到了我们最终想要的效果：将标准错误输出重定向到文件中。
它们还有两种等价写法：