上一篇我們為 mytool 加上了 Flag，執行後會把結果印在螢幕上。但在 Shell 中，mytool 和 ps、grep、git 一樣，都能透過標準的輸入輸出互相串接。串接的方式主要有兩種：管道（Pipeline） 用來連接「程式與程式」，重導向（Redirection） 則用來連接「程式與檔案」。

重導向(Redirection)：改變輸入輸出的目的地

在 Shell 中執行命令時，程式的標準輸入（stdin）預設連接到終端機（讀取鍵盤輸入），標準輸出（stdout）則預設顯示在螢幕上。重導向就是改變這條預設路徑。最常見的是將輸出寫入檔案或讀取檔案，也可以把資料導向特殊裝置（如丟棄輸出的 /dev/null）或另一個串流。

>（覆蓋寫入）：把前面的輸出結果存入指定檔案。如果檔案本來有內容，會被完全清空覆蓋。

$ echo "Hello World" > output.txt

這會建立一個名為 output.txt 的檔案，內容是 Hello World。

>>（附加寫入）：把輸出結果加到指定檔案的最末端，不會動到原本的內容。

$ echo "New Line" >> output.txt

<（讀取輸入）：改變輸入來源，讓程式從檔案讀取資料，而不是從鍵盤。

$ cat < output.txt

<<（Heredoc，多行輸入）：輸入來源不是現成的檔案，而是接下來幾行文字，直到遇到指定的結束字串為止，這段文字就直接變成標準輸入。

$ cat <<EOF
第一行
第二行
EOF

EOF 是自訂的結束標記，換成 END、DONE 或其他不會跟內容本身撞名的字串也行。cat 收到的輸入就是 EOF 之間那兩行，不用先把內容存成檔案再用 < 讀進來。實務上常拿來組多行內容直接餵給命令，像是把 SQL 交給 psql：

$ psql -d mydb <<SQL
SELECT * FROM users WHERE active = true;
SQL

結束標記加不加引號，會影響內容裡的變數和命令代換要不要展開。<<EOF（不加引號）裡的 $變數、`指令` 會被展開；<<'EOF'（加引號）則整段當純文字，不做任何展開：

$ name="Evan"
$ cat <<EOF
Hello $name
EOF
Hello Evan

$ cat <<'EOF'
Hello $name
EOF
Hello $name

<<-：允許用 Tab 縮排：一般 Heredoc 對每一行前面的空白很敏感，<<- 允許在每一行前面加 Tab（不是空白）縮排，方便寫在腳本裡本來就有縮排的區塊：

if true; then
    cat <<-EOF
	縮排後的內容
	EOF
fi

<<<（Herestring）：只是想把一個字串丟給程式當標準輸入，不需要整段多行內容時用這個：

$ grep "John" <<< "$names"

相較於用 echo "$names" | grep "John" 透過管道傳遞，<<< 會由 Shell 直接把字串內容送進 grep 的標準輸入，寫法更乾淨。

管道(Pipeline)：把上一個命令的輸出接成下一個命令的輸入

管道的符號是 |。它把前一個命令的輸出結果，直接變成下一個命令的輸入資料。

假設有個檔案 names.txt，裡面是一堆人名，你想找出包含 "John" 的名字，並依字母排序：

$ cat names.txt | grep "John" | sort

1. cat names.txt：讀取並輸出檔案內容。
2. |：把內容傳給下一關。
3. grep "John"：從收到的內容中，篩選出有 "John" 的那幾行。
4. |：再把篩選後的結果傳給下一關。
5. sort：把結果排序，顯示在螢幕上。

三個命令是三個獨立的 Process，Shell 把它們同時啟動，資料一邊產生一邊往下流，不用等前一個命令全部跑完。

命令印錯誤訊息走的則是另一條路徑，叫 stderr，不會被 | 接走。如果 cat 或 grep 中途印錯誤訊息，那些字還是會直接顯示在畫面上，不會混進下一個命令收到的資料裡——這也是為什麼我們需要特別把「正常結果」（stdout）和「錯誤訊息」（stderr）分成兩條路徑：分流之後，| 才有辦法只接對那一條。

兩者混用

管道和重導向常常混在一起用，比如把處理好、排序完的 John 們，最後存進檔案：

$ cat names.txt | grep "John" | sort > j_names.txt

前面兩段 | 把資料一路傳到 sort，最後 > 把排序完的結果導進 j_names.txt，畫面上什麼都不會印。串接的順序就是資料流動的順序。

單獨處理 stderr

前面提到的 > 預設只會導出正常輸出（stdout），這是有意為之的設計：它能確保存進檔案的資料保持乾淨，不會混入半路的警告或錯誤；同時，錯誤訊息留在畫面上，讓操作者能即時察覺有異常發生。

例如在搜尋檔案時，常會因為部分目錄權限不足而產生錯誤訊息：

$ find / -name "*.log" > result.txt
find: /System/Volumes/Data/.Spotlight-V100: Permission denied
find: /Library/Application Support/com.apple.TCC: Permission denied
...

執行後，result.txt 裡只會保存找到的檔案路徑，不會被報錯文字污染；畫面上顯示的權限錯誤，則即時提醒我們哪些目錄沒有被搜到。

如果我們想進一步控制這些錯誤訊息——例如確定不需要看報錯，想把它們直接丟棄，或是想把正常結果與錯誤訊息一起存檔——就必須手動指定 stderr 的去向。

Shell 是用三個數字（檔案描述符，file descriptor）來代表資料串流的通道：

• 0：stdin（標準輸入）
• 1：stdout（標準輸出）
• 2：stderr（標準錯誤）

平常用的 > 其實是 1> 的簡寫，代表只將編號 1 的 stdout 導向目標。如果想單獨操作 stderr，就把編號 2 寫出來。

單獨丟棄錯誤訊息：2>

如果確定不需要查看錯誤訊息，可以把 stderr 導向 /dev/null（系統的黑洞裝置，任何寫進去的資料都會直接被丟棄）：

$ find / -name "*.log" > result.txt 2> /dev/null

這樣搜尋結果會存進 result.txt，不需要的報錯直接丟棄，畫面上不會印出任何干擾。

合併輸出：2>&1

想把 stdout 和 stderr 合併寫進同一個檔案時，可以使用 2>&1：

$ mytool > out.log 2>&1

這裡有兩個關鍵的運作機制：

1. 為什麼要加 &？
   如果只寫 2>1，Shell 會以為你想把錯誤訊息寫進一個檔名叫做「1」的檔案。加上 &，Shell 才會知道後面的 1 指的是檔案描述符（通道 1），而不是檔名。
2. 為什麼是先寫 > out.log 再寫 2>&1？
   因為 Shell 是「由左至右」依序設定重導向的。在命令啟動前，預設 stdout(1) 和 stderr(2) 都連向畫面。

由左至右拆解 > out.log 2>&1 的設定過程：

1. > out.log（即 1> out.log）：先把 stdout(1) 改接到 out.log。
2. 2>&1：再把 stderr(2) 接到「stdout(1) 當前接的地方」，也就是 out.log。

兩步完成後，兩個通道都連向 out.log，正常資料與錯誤訊息順利合併寫進同一個檔案。

如果順序反過來寫成 mytool 2>&1 > out.log：

1. 2>&1：先把 stderr(2) 接到「stdout(1) 當前接的地方」。但這時 stdout(1) 還指著畫面，所以 stderr(2) 也被接到畫面。
2. > out.log：這時才把 stdout(1) 改接去 out.log。

結果只有 stdout 寫進檔案，stderr 依然留在畫面上，兩者並沒有合併進同一個檔案。

在較新的 Bash 或 Zsh 中，如果想合併兩者，也可以直接使用簡寫 &>（例如 mytool &> out.log）。但在撰寫需要跨環境相容的 Shell 腳本時，> out.log 2>&1 依然是最通用的標準寫法。

設計可被管線串接的 CLI 輸出

理解了管道與 stderr 的分流機制後，回過頭來看我們自己正在開發的 mytool：當使用者把我們寫的工具接上管道時（例如 mytool list | wc -l 統計筆數，或是 mytool list --json | jq . 解析 JSON），管道預設只會接走 stdout 的內容。

如果我們在程式裡把進度提示（如 Fetching...）或完成訊息直接印在 stdout，這些非資料文字就會混入管道，導致後續命令處理錯誤：

# 錯誤設計：進度與狀態混在 stdout（導致 wc -l 算錯成 4 行）
$ mytool list | wc -l
4

# 正確設計：狀態走 stderr，只有資料留在 stdout
$ mytool list | wc -l
Fetching...   # 印在 stderr，畫面上看得見，但不會進入管道
2            # stdout 只留 2 行資料，計算結果正確

只要確保 stdout 只有純粹的資料，stderr 處理進度與日誌，mytool 就能無縫融入 Shell 的管道生態中。

符號對照

以下整理本篇介紹的常用符號、連接對象與具體作用：