Perl的IO操作(2)：更多文件句柄模式

open函数除了> >> <这三种最基本的文件句柄模式，还支持更丰富的操作模式，例如管道。其实bash shell支持的重定向模式，perl都支持，即使是
2>&1这种高级重定向模式，perl也有对应的模式。

打开管道文件句柄


perl程序内部也支持管道，以便和操作系统进行交互。例如，将perl的输出在程序内部就输出给操作系统的命令，或者将操作系统的命令执行结果输出给perl程序内部。所以，perl有2种管道模式：句柄到管道、管道到句柄。

例如，将perl print语句的输出，交给操作系统的cat -n命令来输出行号。也就是说，下面的perl程序和cat -n命令的效果是一样的。
#!/usr/bin/perl open LOG,"| cat -n" or die "Can't open file: $!";
while(<LOG>){ print $_; }
再例如，将操作系统命令的执行结果通过管道交给perl文件句柄：
#!/usr/bin/perl open LOG,"cat -n test.log |" or die "Can't open file: $!";
while(<LOG>){ print "from pipe: $_"; }
虽然只有两种管道模式，但有3种写法：

* 管道输出到文件句柄模式：-|
* 文件句柄输出到管道模式：|-
* |写在左边，表示句柄到管道，等价于|-，|写在右边，等价于管道到句柄，等价于-|，可以认为"-"代表的就是外部命令
上面第三点|的写法见上面的例子便可理解。而|-和-|是作为open函数的模式参数的，以下几种写法是等价的：
open LOG, "|tr '[a-z]' '[A-Z]'"; open LOG, "|-", "tr '[a-z]' '[A-Z]'"; open
LOG, "|-", "tr", '[a-z]', '[A-Z]'; open LOG, "cat -n '$file'|"; open LOG, "-|",
"cat -n '$file'"; open LOG, "-|", "cat", "-n", $file;
而且，管道还可以继续传递给管道：
open LOG, "|tr '[a-z]' '[A-Z]' | cat -n";
但是涉及到两个管道的时候，输出到终端屏幕上时可能不太合意：
[root@xuexi perlapp]# perl 15.plx test.log [root@xuexi perlapp]# 1 A 2 B 3 C
如何让输出不附加在shell提示符后，我暂时也不知道如何做。

但是，输出到文件中不会出现这样的问题：
open LOG, "|tr '[a-z]' '[A-Z]' | cat -n >test2.log"; [root@xuexi perlapp]#
perl 15.plx test.log [root@xuexi perlapp]# cat test2.log 1 A 2 B 3 C
更多关于open和管道的解释参见：Perl进程间通信
<https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/10400540.html#blogopenandpipe>。

以读写模式打开

默认情况下：

* 以>模式打开文件句柄时，会先截断文件，也就是说无法从此文件句柄关联的文件中读取原有数据，且还会清空原有数据
* 以>>模式打开文件句柄时，首先会将指针指向文件的末尾以便追加数据，但无法读取该文件句柄对应的文件数据
如何以"既可写又可读"的模式打开文件句柄？在Perl中可以在模式前使用+符号来实现。

结合"+"的模式有3种，都用来实现读写更新操作。它们的意义如下：

* +<：read-update，如open FH, "+<$file"
，可以提供读写行为。如果文件不存在，则open失败(以read为主，写为辅)，如果文件存在，则文件内容保留，但IO的指针放在文件开头，也就是说无论读写操作，都从开头开始，写操作会从指针位置开始覆盖同字节数的数据。

* +>：write-update，如open FH, "+>$file"
，可以提供读写行为。如果文件不存在，则创建文件(以write为主，read为辅)。如果文件存在，则截断整个文件，因此这种方式是先将文件清空然后写数据，再从中读数据。

* +>>：append-update，如open FH, "+>>$file"
，提供读写行为。如果文件不存在，则创建(以append为主，read为辅)，如果文件存在，则将IO指针放到文件尾部。一般情况下，每一次读操作之前都需要通过
seek将指针移动到文件的某个位置，而写操作则总是追加到文件尾部并自动移动指针到结尾。
一般来说，要同时提供读写操作，+<是最可能需要的模式。

1.打开可供读、写、更新的文件句柄，但不截断文件
open LOG,"+<","/tmp/test.log" or die "Couldn't open file: $!";
如下面的例子，say语句会将数据写入到test.log的尾部，因为遍历完test.log后，指针在文件的尾部。
#!/usr/bin/perl use 5.010; open LOG,"+<","test.log" or die "Couldn't open
file: $!"; while(<LOG>){ print $_; } say LOG "from hello world";
但注意，如果将上面的say语句放进while循环，则会出现读、写错乱的问题，因为+<模式打开文件句柄时IO指针默认在文件的开头：
#!/usr/bin/perl use 5.010; open LOG,"+<","test.log" or die "Couldn't open
file: $!"; while(<LOG>){ print $_; say LOG "from hello world"; }


分析下这个错乱：当读取了第一行后，放置好指针位置，然后赋值给$_并被print输出，然后再写入"from hello
world"，写入的位置是指针的后面，它会直接更新后面对应数量的字符数。数一数"from hello world"的字符数量和替换掉的字符数量，会发现正好相等。

2.打开可供读、写、更新的文件句柄，但首先截断文件
open LOG,"+>","/tmp/test.log" or die "Couldn't open file: $!";
因为首先会截断文件，无法直接去读取内容。所以，这种操作模式，需要首先向文件中写入数据，再去读取数据。
#!/usr/bin/perl use 5.010; open LOG,"+>","test.log" or die "Couldn't open
file: $!"; say LOG "from hello world1"; say LOG "from hello world2"; say LOG
"from hello world3"; while(<LOG>){ say $_; }
3.打开可供读、追加写的文件句柄。它不会截断文件。
open LOG,"+>>","/tmp/test.log" or die "Couldn't open file: $!";
因为追加写模式会将指针放置在文件尾部，如果不将指针移动到文件的某个位置(可通过seek来移动)，将无法读出数据来。

例如：
#!/usr/bin/env perl use strict; use warnings; use 5.010; open
LOG,"+>>","test.log" or die "Couldn't open file: $!"; say LOG "from hello
world1"; say LOG "from hello world2"; say LOG "from hello world3";
while(<LOG>){ print "First: ", $_; # 啥也不输出 } seek(LOG, 0, 0); # 将读指针移动到文件开头
while(<LOG>){ print "Second: ", $_; # 正常输出 }
open打开STDOUT和STDIN

如果想要打开标准输入、标准输出，那么可以使用二参数格式的open，并将"-"指定为文件名。例如：
# open LOG, "-"; # 打开标准输入 open LOG, "<-"; # 打开标准输入 open LOG, ">-"; # 打开标准输出

没有类似的直接打开标准错误输出的方式。如果有一个文件名就是"-"，这时想要打开这个文件而不是标准输入或标准输出，那么需要将"-"文件名作为open的第三个参数。
open LOG, "<", "-";
<>

创建临时文件


如果将open()函数打开文件句柄时的文件名指定为undef，则表示创建一个匿名文件句柄，即临时文件。这个临时文件将创建在/tmp目录下，创建完成后将立即被删除，但是却一直持有并打开这个文件句柄直到文件句柄关闭。这样，这个文件就成了看不到却仍被进程占用的临时文件。

什么时候才能用上打开就立即删除的临时文件？只读或只写的临时文件都是没有意义的，只有同时能读写的文件句柄才是有意义的，所以open的模式需要指定为+<或+>
。显然，+<是更为通用的读、写模式。

例如：
#!/usr/bin/perl use strict; use warnings; # 创建临时文件 open my $tmp_file, '+<',
undef or die "open filed: $!"; # 设置自动flush select $tmp_file; $| = 1;; #
这个临时文件已经被删除了 system("lsof -n -p $$ | grep 'deleted'"); # 写入一点数据 say {$tmp_file}
"Hello World1"; say {$tmp_file} "Hello World2"; say {$tmp_file} "Hello World3";
say {$tmp_file} "Hello World4"; # 指针移动到临时文件的头部来读取数据 seek($tmp_file, 0, 0);
select STDOUT; while(<$tmp_file>){ print "Reading from tmpfile: $_"; }
执行结果：
perl 22685 root 3u REG 0,2 0 108086391056997277 /tmp/PerlIO_JHnTx1 (deleted)
Reading from tmpfile: Hello World1 Reading from tmpfile: Hello World2 Reading
from tmpfile: Hello World3 Reading from tmpfile: Hello World4
内存文件

如果将open()函数打开文件句柄时的文件名参数指定为一个标量变量（的引用，即下面示例中标量前加上了反斜线）
，也就是不再读写具体的文件，而是读写内存中的变量，这样就实现了一个内存IO的模式。
#!/usr/bin/perl $text = "Hello World1\nHello World2\n"; # 打开内存文件以便读取操作 open
MEMFILE, "<", \$text or die "open failed: $!"; print scalar <MEMFILE>; #
提供内存文件以供写入操作 $log = "" open MEMWRITE, ">", \$log; pritn MEMWRITE "abcdefg\n";
pritn MEMWRITE "ABCDEFG\n"; print $log;

如果内存文件操作的是STDOUT和STDERR这两个特殊的文件句柄，如果需要重新打开它们，一定要先关闭它们再重新打开，因为内存文件不依赖于文件描述符，再次打开文件句柄不会覆盖文件句柄。例如：
close STDOUT; open(STDOUT, ">", \$variable) or die "Can't open STDOUT: $!";
perl的高级重定向

在shell中可以通过>&和<&
实现文件描述符的复制(duplicate)从而实现更高级的重定向。在perl中也同样能实现，符号也一样，只不过复制对象是文件句柄。

例如：
open LOG,">&STDOUT"
表示将写入LOG文件句柄的数据重定向到STDOUT中。

shell中很常用的一个符号是>&FILENAME或>FILENAME 2>&1
，它们都表示标准错误和标准输出都输出到FILENAME中。在perl中实现这种功能的方式为：(注意dup目标使用\*的方式，且不加引号)
open LOG,">","/dev/null" or die "Can't open filehandle: $!"; open
STDOUT,">&",\*LOG or die "Can't dup LOG:$!"; open STDERR,">&",\*STDOUT or die
"Can't dup STDOUT: $!";
或者简写一下：
open STDOUT,">","/dev/null" or die "Can't dup LOG:$!"; open
STDERR,">&",\*STDOUT or die "Can't dup STDOUT: $!";
测试下：
use 5.010; open LOG,">>","/tmp/test.log" or die "Can't open filehandle: $!";
open STDOUT,">&",\*LOG or die "Can't dup LOG: $!"; open STDERR,">&",\*STDOUT or
die "Can't dup STDOUT: $!"; say "hello world stdout default"; say STDOUT "hello
world stdout"; say STDERR "hello world stderr";
会发现所有到STDOUT和STDERR的内容都追加到/tmp/test.log文件中。

如果在同一perl程序中，STDOUT和STDERR有多个输出方向，那么dup这两个文件句柄之前，需要先将它们保存起来。需要的时候再还原回来：
# 保存STDOUT和STDERR到$oldout和OLDERR open(my $oldout, ">&STDOUT") or die "Can't
dup STDOUT: $!"; open(OLDERR, ">&", \*STDERR) or die "Can't dup STDERR: $!"; #
实现标准错误、标准输出都重定向到foo.out的功能，即"&>foo.out" open(STDOUT, '>', "foo.out") or die
"Can't redirect STDOUT: $!"; open(STDERR, ">&STDOUT") or die "Can't dup STDOUT:
$!"; # 还原回STDOUT和STDERR open(STDOUT, ">&", $oldout) or die "Can't dup \$oldout:
$!"; open(STDERR, ">&OLDERR") or die "Can't dup OLDERR: $!";
因为这种高级重定向用的很少，所以不多做解释。如需理解，可参考我的shell关于高级重定向的文章：彻底搞懂shell的高级I/O重定向
<http://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/8727401.html>，或者直接参考Perl的高级重定向文章：Perl
IO：IO重定向 <https://www.cnblogs.com/f-ck-need-u/p/10450299.html>。

• « 上一篇：Perl线程队列：Thread::Queue
• » 下一篇：什么是域名？什么网站名？什么是URL？