為什麼要用 Unix 命令列工具#

除錯時經常會遇到前所未見的問題，你慣用的 IDE 可能缺乏足夠的工具來深入探索。Unix 命令列工具是通用型工具，可以透過 pipeline 組合成強大的分析流程，輕鬆處理各種文字資料。

這些文字資料包括：

• 程式原始碼、程式日誌
• 版本控制歷史、檔案清單
• Symbol tables、錯誤訊息
• 測試結果、profiling 數據

比起用 Perl、Python 等腳本語言寫一個獨立程式，直接在 shell 中組合 Unix 工具往往更快、更靈活。你可以逐步建構命令，直到得到想要的結果。

除錯 pipeline 的基本模式#

大多數除錯用的 one-liner 遵循這個模式：取得 (fetch) → 選取 (select) → 處理 (process) → 彙整 (summarize)，並用 pipeline (|) 串接各步驟。

取得資料#

• 文字檔案：直接作為標準輸入
• object 檔案：使用 nm (Unix)、dumpbin (Windows)、javap (Java)
• 壓縮檔：使用 tar、jar、ar
• 檔案系統：使用 find 搜尋
• 網路資料：使用 curl 或 wget
• 編譯器錯誤：用 2>&1 或 2>filename 重導 standard error

# 找出所有 object 檔案中呼叫 exit 的模組
nm -A *.o | grep 'U exit$'

選取與過濾#

• cut：從固定欄位或分隔符號中擷取特定欄位
• sed：用正規表達式替換來擷取特定部分
• grep：篩選符合條件的列；-v 過濾不要的列
• fgrep：用 -f 旗標比對固定字串清單

# 從 system trace 輸出中取得成功開啟的檔案名稱
grep '^open(' trace.out |
grep -v '= -1' |
awk -F\" '{print $2}'

處理與彙整#

• sort：排序（支援多種排序鍵與數值排序）
• uniq -c：計算重複次數
• wc -l：計算行數
• head / tail：取最前或最後 N 筆
• diff：比較兩次執行的結果
• comm：比較兩個已排序的清單
• awk：進階欄位處理與數值運算

# 找出某檔案最常修改的作者
git blame --line-porcelain Foo.java |
grep '^author ' |
sort |
uniq -c |
sort -rn |
head

用 Shell 膠水連接一切#

• xargs：將清單傳遞為多個命令引數
• -print0 / -0：處理含空白的檔案名稱
• while read：迴圈處理每一行

# 找出修改 foo.cpp 後，含最多 "access failure" 的 log 檔
find /var/log/acme -type f -cnewer ~/src/acme/foo.cpp -print0 |
xargs -0 fgrep -c 'access failure' |
sort -t: -rn -k2 |
head -1

當中間處理步驟變得太複雜時，不要害怕使用暫存檔案來分段處理。

重點回顧#

• 透過 Unix 命令組合 pipeline，可以快速完成複雜的文字資料分析
• 基本模式為「取得 → 選取 → 處理 → 彙整」
• grep、sort、uniq、awk、xargs 是除錯時最常用的工具
• 善用 2>&1 重導 standard error 以便分析編譯器或程式的錯誤輸出