Shell 重定向和管道的工作原理是什么？

Shell 通过文件描述符（FD）管理数据流：stdin(0) 读入、stdout(1) 正常输出、stderr(2) 错误输出。重定向改变数据流向，> 覆盖写、>> 追加写，2> 重定向错误，2>&1 将 stderr 合并到 stdout，&> 是 Bash 4+ 的简写。管道 | 将左侧 stdout 传给右侧 stdin，但 stderr 不经过管道——需先用 2>&1 转换。/dev/null 是黑洞设备，丢弃输出用 > /dev/null 2>&1。Here Document(<<) 和 Here String(<<<) 用于内联输入，进程替换 <() 让两个命令的输出直接比较而无需临时文件。

追问

管道为什么只传 stdout？如何让 stderr 也通过管道？ 管道连接的是 FD1→FD0，stderr 走 FD2 所以被丢弃。用 cmd 2>&1 | grep err 先将 FD2 合并到 FD1 即可。

set -o pipefail 有什么用？ 默认管道返回最后一个命令的退出码，中间命令失败会被忽略。pipefail 使管道任一命令失败就返回非零，适合脚本严格错误检查。

进程替换 <() 和管道有什么区别？ 管道是进程间 stdin/stdout 直连，只能单流向；<() 将命令输出映射为临时文件路径，支持多个输入源同时使用，如 diff <(cmd1) <(cmd2)。

exec 3> file.txt 是什么用法？ exec 打开自定义 FD，后续通过 >&3 写入、<&3 读取，用完 exec 3>&- 关闭。适合脚本中多次读写同一文件避免反复打开。

写段代码

bash
# 分别记录输出和错误，同时用管道过滤错误
./deploy.sh 1>deploy.log 2>&1 | grep -i "error"

# 进程替换对比两个目录
if ! diff <(ls dir1) <(ls dir2); then
  echo "目录内容有差异"
fi