自定义grepn函数适配df、cat却不适配ps的原因及修复

日常执行命令输出表格类内容时，用grep匹配目标行常会丢失表头，比如执行ps -aux | grep firefox查看Firefox进程PID时，无法直接知晓各列的含义。针对这个问题，我编写了grepn函数，它会保留表格前n行（默认1行）作为表头，再将剩余内容传给grep处理：

# 保留前n行（默认1行）表头，剩余内容通过grep匹配
grepn () {
    num_lines=1

    # 解析-n参数
    if [[ "$1" =~ -n(=.+)? ]]; then
        if [[ "$1" == *=* ]]; then
            num_lines="${1#*=}"
        else
            shift
            num_lines=$1
        fi
        if [[ ! $num_lines =~ [0-9]+ ]]; then
            echo "无效的行数: ${num_lines}";
            return -1
        fi
        shift
    fi

    tee >(head -n $num_lines) >(tail -n +$((1+$num_lines)) | grep "$@") >/dev/null
}

问题现象 #

• 处理df -h的输出时正常，比如df -h | grepn sda1可以正常输出指定表头行和匹配grep的内容行；
• 处理ps -aux的输出时，仅能得到表头行，简化测试命令ps -aux | tee >(head -1) >(tail -n +2 | grep firefox) >/dev/null也会出现同样问题，仅输出：

USER         PID %CPU %MEM    VSZ   RSS TTY      STAT START   TIME COMMAND

• 若先将ps -aux的输出重定向到文件，再用cat将文件内容管道给grepn，则可以正常运行。

问题原因 #

核心原因是tee启动的两个子进程（head和tail+grep）是并行执行的：

• head -n $num_lines读取完指定行数后会立即退出，导致tee收到SIGPIPE信号，直接终止后续输出；
• ps -aux的部分系统实现是分批次输出内容，当head退出触发tee终止时，后续的进程内容还没来得及被tail读取就被截断了；
• 而df -h是一次性输出所有内容后再退出，tee能在head退出前把所有内容传给两个子进程，因此不会出现截断问题。

修复方案 #

用逐行读取并输出表头的方式替代原有的并行tee方案，避免SIGPIPE提前截断输出。将原函数中tee开头的那一行代码替换为以下内容：

# 替换原函数中以tee开头的行
for (( i=0; i < num_lines; i++ )); do
    IFS= read -r line
    printf '%s\n' "$line"
done
grep "$@"

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Paul