在Bash脚本中，是否可以打开“尚未使用的最低编号文件描述符”的文件?
我已经查找了如何做到这一点，但似乎Bash始终要求您指定数字，例如：
exec 3< /path/to/a/file # Open file for reading on file descriptor 3.
相反，我想要能够做类似于以下的事情
my_file_descriptor=$(open_r /path/to/a/file)
使用该代码会打开文件并将其分配给尚未使用的最低编号的文件描述符，并将该编号赋值给变量'my_file_descriptor'。
我知道这个线程很老了，但相信最佳答案还没有出现，对像我这样在寻找解决方案的其他人也有用。
Bash和Zsh内置了查找未使用文件描述符的方法，无需编写脚本。（我发现dash没有这样的东西，因此上面的答案仍然可能有用。）
注意：这将查找大于10的最低未使用文件描述符，而不是最低的整体。
$ man bash /^REDIRECTION (paragraph 2)
$ man zshmisc /^OPENING FILE DESCRIPTORS
例子可以在bsh和zsh中使用。
打开一个未使用的文件描述符，并将其编号赋值给$FD：
$ exec {FD}>test.txt
$ echo line 1 >&$FD
$ echo line 2 >&$FD
$ cat test.txt
line 1
line 2
$ echo $FD
10 # this number will vary
完成后关闭文件描述符：
$ exec {FD}>&-
$ echo line 3 >&$FD
bash: $FD: Bad file descriptor
zsh: 10: bad file descriptor
如果是在Linux上，您可以始终读取/proc/self/fd/目录以查找已使用的文件描述符。
/dev/fd。请参考我的答案。 - KingPong我需要支持Mac上的bash v3，也需要支持Linux上的bash v4，但其他解决方案要求使用bash v4或者Linux系统，因此我想出了一个既适用于两种情况的解决方案，使用/dev/fd。
find_unused_fd() {
local max_fd=$(ulimit -n)
local used_fds=" $(/bin/ls -1 /dev/fd | sed 's/.*\///' | tr '\012\015' ' ') "
local i=0
while [[ $i -lt $max_fd ]]; do
if [[ ! $used_fds =~ " $i " ]]; then
echo "$i"
break
fi
(( i = i + 1 ))
done
}
比如要复制标准输出，可以这样做：
newfd=$(find_unused_fd)
eval "exec $newfd>&1"
/bin/ls -1 /dev/fd | sed 's/.*\///' | sort -n | awk 'n<$1{exit}{n=$1+1}END{print n}' - Bruno Bronosky我修改了我的原始答案，现在为原帖提供了一行解决方案。
以下函数可以存放在全局文件或来源脚本中（例如 ~/.bashrc）：
# Some error code mappings from errno.h
readonly EINVAL=22 # Invalid argument
readonly EMFILE=24 # Too many open files
# Finds the lowest available file descriptor, opens the specified file with the descriptor
# and sets the specified variable's value to the file descriptor. If no file descriptors
# are available the variable will receive the value -1 and the function will return EMFILE.
#
# Arguments:
# The file to open (must exist for read operations)
# The mode to use for opening the file (i.e. 'read', 'overwrite', 'append', 'rw'; default: 'read')
# The global variable to set with the file descriptor (must be a valid variable name)
function openNextFd {
if [ $# -lt 1 ]; then
echo "${FUNCNAME[0]} requires a path to the file you wish to open" >&2
return $EINVAL
fi
local file="$1"
local mode="$2"
local var="$3"
# Validate the file path and accessibility
if [[ "${mode:='read'}" == 'read' ]]; then
if ! [ -r "$file" ]; then
echo "\"$file\" does not exist; cannot open it for read access" >&2
return $EINVAL
fi
elif [[ !(-w "$file") && ((-e "$file") || !(-d $(dirname "$file"))) ]]; then
echo "Either \"$file\" is not writable (and exists) or the path is invalid" >&2
return $EINVAL
fi
# Translate mode into its redirector (this layer of indirection prevents executing arbitrary code in the eval below)
case "$mode" in
'read')
mode='<'
;;
'overwrite')
mode='>'
;;
'append')
mode='>>'
;;
'rw')
mode='<>'
;;
*)
echo "${FUNCNAME[0]} does not support the specified file access mode \"$mode\"" >&2
return $EINVAL
;;
esac
# Validate the variable name
if ! [[ "$var" =~ [a-zA-Z_][a-zA-Z0-9_]* ]]; then
echo "Invalid variable name \"$var\" passed to ${FUNCNAME[0]}" >&2
return $EINVAL
fi
# we'll start with 3 since 0..2 are mapped to standard in, out, and error respectively
local fd=3
# we'll get the upperbound from bash's ulimit
local fd_MAX=$(ulimit -n)
while [[ $fd -le $fd_MAX && -e /proc/$$/fd/$fd ]]; do
((++fd))
done
if [ $fd -gt $fd_MAX ]; then
echo "Could not find available file descriptor" >&2
$fd=-1
success=$EMFILE
else
eval "exec ${fd}${mode} \"$file\""
local success=$?
if ! [ $success ]; then
echo "Could not open \"$file\" in \"$mode\" mode; error: $success" >&2
fd=-1
fi
fi
eval "$var=$fd"
return $success;
}
openNextFd "path/to/some/file" "read" "inputfile"
# opens 'path/to/some/file' for read access and stores
# the descriptor in 'inputfile'
openNextFd "path/to/other/file" "overwrite" "log"
# truncates 'path/to/other/file', opens it in write mode, and
# stores the descriptor in 'log'
接下来，您可以像往常一样使用前面的描述符来读写数据：
read -u $inputFile data
echo "input file contains data \"$data\"" >&$log
my_file_descriptor=$(open_r /path/to/a/file)
该代码将找到最低的未使用文件描述符，并且在其中打开文件，并将其分配给变量。如下所示，在引入函数"lowest_unused_fd"后，我至少可以获得一个“两行式”（FD=$(lowest_unused_fd) 然后 eval "exec $FD<$FILENAME")来完成任务。我无法编写像上面那个虚构的"open_r"函数一样工作的函数。如果有人知道如何做到这一点，请站出来！相反，我不得不将任务分成两个步骤：一个步骤是查找未使用的文件描述符，另一个步骤是在其上打开文件。还要注意，为了能够将查找步骤放在函数（"lowest_unused_fd"）中，并将其stdout分配给FD，我必须使用"/proc/$$/fd"而不是Basile Starynkevitch建议的"/proc/self/fd"，因为bash为执行函数生成子shell。
#!/bin/bash
lowest_unused_fd () {
local FD=0
while [ -e /proc/$$/fd/$FD ]; do
FD=$((FD+1))
done
echo $FD
}
FILENAME="/path/to/file"
# Find the lowest, unused file descriptor
#+ and assign it to FD.
FD=$(lowest_unused_fd)
# Open the file on file descriptor FD.
if ! eval "exec $FD<$FILENAME"; then
exit 1
fi
# Read all lines from FD.
while read -u $FD a_line; do
echo "Read \"$a_line\"."
done
# Close FD.
eval "exec $FD<&-"
注意：许多现代shell，如KornShell 93r+、Bash 4.1α+和Zsh 4.3.4+，提供了本地解决方案：exec {var}< filename。这将一个未使用的描述符（大于9）分配给var，可以使用<&$var或{var}<&-。有关详细信息，请参见this answer。Ash和Dash都不支持此功能。
以下解决方案避免使用特定于操作系统的功能甚至其他二进制文件；相反，它仅使用由 shell 直接提供的工具，以实现最大的可移植性。它旨在与 POSIX.1-2017 Shell & Utilities 兼容，并且适用于 ash（BusyBox v1.16.1）、bash（v3.00）、dash（v0.5.8）、ksh（93u）和 zsh（v5.9）。
unused_fd() (
FD=${1:-3}
MAX=$(ulimit -n)
while [ $FD -lt $MAX ]
do
if ! ( : <&$FD ) 2>&-
then
printf %d $FD
[ "$(eval "echo $FD<&-")" ] && return 8
return 0
fi
FD=$(( FD + 1 ))
done
return 24
)
如果找到未使用的文件描述符，则此函数会在标准输出上打印它；否则，它不会打印任何内容。如果可以在 n<、n> 等中使用已打印的文件描述符，则退出零；否则退出非零。
FILENAME=foo
( # Spawn subshell (unnecessary on Bash or Zsh)
FD=$(unused_fd) || exit # Find an available descriptor
eval "exec $FD<\"\$FILENAME\"" # Open descriptor, if one was available
… # Use descriptor, if one was opened
) # Descriptor closes with subshell termination
注意：虽然Bash支持将重定向到任何文件描述符，但大多数shell将重定向限制在文件描述符0-9之间。如果需要更多的描述符，并且shell支持它，请使用上述exec {var}< filename、exec {var}> filename等方法，绕过对unused_fd（和eval）的需求。
如果找不到描述符，则$FD可能为空，并且exec $FD<…可能会覆盖标准输入。通过检查unused_fd的退出并跳过exec，以防止出现这种情况。
当使用变量时，此eval的用法（请注意"和\$）支持重定向带有空格或任何特殊字符（例如'、"、\）的文件路径。
exec和子shellexec）时，重定向错误（例如文件未找到）将导致shell立即退出（或停止处理）。为避免整个脚本在出现错误时停止运行，请使用文件描述符将部分内容包装在子shell中；子shell将在出现错误时退出，剩余的脚本可以继续运行。所有与描述符相关的操作必须在打开它的子shell中进行。
注意：一些shell（如Bash和Zsh）通过提供错误而不终止来破坏POSIX兼容性；在这些shell上，检查exec的退出是否失败是值得的。然而，缺乏终止也意味着如果可移植性不是问题，则可以省略子shell包装。
$(open_r) 的限制FD=$(open_r "$FILENAME") 不起作用，因为$()会fork出一个命令替换子shell；打开新文件描述符的是子shell而不是赋值给FD的shell。由于子shell无法修改父shell的环境，所以打开的文件描述符无法在子shell之外使用[0]。
如果避免使用命令替换子shell，就像this answer中所做的那样，可以创建一个类似于open_r的函数。
unused_fd当文件描述符3未打开时，执行$COMMAND <&3将导致shell本身发出类似于sh: 3: Bad file descriptor的错误消息。此外，当这种情况发生时，$COMMAND从未启动，并且shell将$?设置为非零值。因此，如果$COMMAND运行，则我们知道文件描述符3已经打开。
:。使用 : <&3，如果文件描述符 3 无法复制且未使用的描述符是复制失败的主要原因，则 shell 将以非零退出（理想情况下只有这种情况）[1]。: <&3 的重定向（复制）错误会导致符合 POSIX 标准的 shell 立即终止命令处理，从而杀死正在运行的脚本。要使 shell 脚本继续运行，请在可以死亡的子 shell 中执行检查：( : <&3 )。2>&- 关闭子 shell 上的标准错误。关闭描述符可与没有 /dev/null 的系统兼容 [2,3]。()）包装复合列表，而不是使用当前进程环境（即 {;}）作为函数定义[4]。
除了Bash之外，大多数shell只将n<等解析为单个标记，当n为0-9时。较大的数字，如10，则被解析为两个单独的标记：10和<。使用echo检查这一点，如果10<&-被解析为一个单元，则除换行符外不会打印任何内容，但如果10<&-被解析为10和<&-，则会打印出10；通过退出值[2]告知调用者。
unused_fd运行的任何命令都不会写入或读取正在测试可用性的文件描述符。由于内置的:不执行命令，所以不必担心read(2)或write(2)调用会导致损坏。:被取代，就像fork bomb一样臭名昭著地被取代，那么这个要求可能不再得到满足。然而，由于:通常在脚本中使用，并期望不执行命令，对:的任何修改都将产生远远超出unused_fd函数范围的影响。
如果创建了一个只写文件描述符（例如exec 3>/path/to/file），即使它被复制，也无法从该描述符读取。那么，: <&3如何不立即出错？
在POSIX系统上，shell通常将n<&m和n>&m视为相同，仅调用dup2(m，n)而不评估方向是否合理。关闭文件描述符时也是如此。
通过这种设置，只有当某些东西尝试从只写文件描述符中读取时，才会发生错误（在调用read(2)的命令中）。由于内置的:不读取（或写入）任何内容，因此避免了此错误。
FD=$(open_r …)之前或之后必须在shell中进行一些逻辑处理。这样的解决方案可能比所提供的USAGE更冗长。
[1] 作为一个特殊的内置功能，: 不需要调用 fork(2)、execve(2) 或任何其他可能在极端情况下返回意外错误的系统调用。这理想情况下将只留下 dup2(2) 系统调用作为可能发生错误的唯一来源，但是个别实现可能会有所不同。无论如何，在正常操作条件下，唯一预期的错误将来自于 dup2，并且该错误将是 EBADF，或者如果 shell 没有编程重试，则来自于竞争条件（即 EINTR 或 EBUSY）。
[2] 尝试关闭已经关闭的文件描述符将不会导致错误（根据 POSIX.1-2017 Shell & Utilities § 2.7.6）。
[3] 即使子shell在write(2)期间由于标准错误的关闭而打印错误消息时出现错误而死亡，这只会发生如果子shell本来就要退出非零。因此，关闭应该在功能上等同于重定向到/dev/null。
[4] local的行为未定义，根据POSIX.1-2017 Shell & Utilities § 2.9.1：
(1.) b. 如果命令名称与以下表中列出的实用程序的名称匹配，则结果是未指定的。… local …
苹果的Mac OS X不是Linux。我在OS X上没有看到任何“/proc”文件系统。
我猜一个答案是使用“zsh”，但我想要一个在“bash”上同时适用于OS X（也称为BSD）和Linux的脚本。所以，现在是2020年，我使用最新版本的OS X，即Catalina，我意识到苹果似乎早就放弃了Bash的维护；显然是为了Zsh。
这是我在Apple Mac OS X或Linux上查找最低未使用文件描述符的多操作系统解决方案。我创建了一个完整的Perl脚本，并将其内联到Shell脚本中。肯定有更好的方法，但目前对我来说，这个方法可行。
lowest_unused_fd() {
# For "bash" version 4.1 and higher, and for "zsh", this entire function
# is replaced by the more modern operator "{fd}", used like this:
# exec {FD}>myFile.txt; echo "hello" >&$FD;
if [ $(uname) = 'Darwin' ] ; then
lsof -p $$ -a -d 0-32 | perl -an \
-e 'BEGIN { our @currentlyUsedFds; };' \
-e '(my $digits = $F[3]) =~ s/\D//g;' \
-e 'next if $digits eq "";' \
-e '$currentlyUsedFds[$digits] = $digits;' \
-e 'END { my $ix;
for( $ix=3; $ix <= $#currentlyUsedFds; $ix++) {
my $slotContents = $currentlyUsedFds[$ix];
if( !defined($slotContents) ) {
last;
}
}
print $ix;
}' ;
else
local FD=3
while [ -e /proc/$$/fd/$FD ]; do
FD=$((FD+1))
done
echo $FD
fi;
}
-an选项告诉它(-n)运行一个隐含的while()循环，逐行读取文件并将其自动分割成一个单词数组，按照惯例，该数组被命名为@F。 BEGIN指定在while()循环之前要执行的操作，而END则指定在之后要执行的操作。while()循环挑选出每行的第三个字段，将其缩减为仅包含前导数字的端口号，并将其保存在当前正在使用且因此不可用的端口号数组中。END块然后找到最低的整数，其插槽未被占用。
更新: 在完成所有这些操作后，我实际上没有在自己的代码中使用它。 我意识到KingPong和Bruno Bronsky的答案更加优雅。 但是，我将保留此答案；对某些人可能会有趣。
( flock $FD; echo got the lock; ) {FD}> mylock。 - not-a-userbash：exec：{FD}：未找到。 - KingPong