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UNIX传奇：历史与回忆 [:1700434692]
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UNIX传奇：历史与回忆 4.4 管道
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管道也许是Unix中最引人注目的创新。管道是一种机制，由操作系统提供，并通过shell轻松访问。它将程序的输出与另一程序的输入连接起来。操作系统让它发挥作用，只需要一个既简单又自然的shell符号就能用起来，结果是得到一种设计和使用程序的新思路。
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将程序连接起来的想法由来已久。Unix语境中最清晰的陈述之一出现在道格·麦基尔罗伊在1964年写的一份内部文件里。这份文件提出，“像花园水管那样”把程序接在一起。图4-1的第一幅图来自我在贝尔实验室的办公室墙上挂了30年的陈旧纸页。其中有打字错误，打印质量也糟糕，这正好展示了打字文件通常是什么样子。第二幅图是更正后的抄本。
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图4-1 道格·麦基尔罗伊关于管道的想法（1964年） [5]
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道格原本想让程序与程序能够随意连接，但如何自然地描述一个无约束图并不那么容易，而且还存在语义上的问题：在程序之间流动的数据必须正确排队，而程序的无管理连接有可能容纳不了那么长的队列。而且肯无论如何也想不出实际应用场景。
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但道格继续唠叨，肯继续思考。正如肯所说：“有一天，我想到了：管道。本质上就是管道。”他只花了一小时就在操作系统中添加了管道系统调用。他形容管道是“超级小菜”，因为I/O重定向的机制早已存在了。
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肯将管道机制添加到shell，尝试使用。他说，结果“很震撼”。
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管道符号是两个命令之间的一道竖杠，简单而优雅。例如，要计算某个目录中的文件数量，可以将ls的输出（每个文件一行）用管道导向wc（计算行数）的输入。
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$ ls | wc
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不妨将程序看成一种过滤器，读取数据进来，以某种方式进行处理，然后输出结果。有时这样做非常自然，例如在程序中选择、改变或计数。但有时过滤器并不是一边读入一边输出，例如，sort命令在产生任何输出之前必须读完所有输入。但这无关紧要——把它打包成可以放入管道中的过滤器，仍然有其意义。
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肯和丹尼斯仅用一晚时间就升级了系统中的每个命令。最大的改变是，在未输入文件名参数时，从标准输入流中读取数据。标准错误流stderr的创造也有其必要性。标准错误是独立的输出流：发送给它的错误信息被区隔在标准输出之外，因此不会进入管道。总的来说，这事不难——大多数程序只需要抛弃会扰乱管道的无关信息，并将错误报告发送到stderr即可。
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管道带动了很多令我记忆深刻的创新。管道面世的确切日期没人记得，不过应该是在1972年下半年，因为它没有出现在手册的第2版（1972年6月），但在第3版（1973年2月）中出现了。
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关于如何组合既有程序而不是写新程序来完成某项任务，Unix房间的每位成员都有好主意。我的点子是深挖who命令。who命令列出当前登录的所有用户。在大多数人都在自己的计算机上工作的今天，who这样的命令意义并不大，但由于分时的本质是多人共享同一台计算机，所以知道还有谁也在使用系统会很有帮助。who命令确实增加了社群感：你可以看到谁登录了系统。遇到问题时，即使大家都是深夜在家工作，也可以寻求对方帮助。
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who命令为每个登录用户输出一行信息，grep查找符合特定模式的所有文本，wc统计行数，所以使用以下管道就能获知登录用户的状态。
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who # 谁登录了？ who | wc # 有多少人登录了？ who | grep joe # 乔登录了吗？ who | grep joe | wc # 乔登录过多少次？
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要想了解管道提供了怎样的改进，请考虑在没有管道的情况下，使用I/O重定向到文件，最后一个任务（乔登录过多少次）将如何执行：
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