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  • 2025.10.21

【Linuxパイプ入門】基礎から応用へ：コマンド連携の力を解き放つ！基本から実践を詳細解説

なぜ今、Linuxパイプを学ぶべきなのか

「またログファイルが肥大化してる…」「あのデータ、手作業で整形するの面倒だな…」

日々の開発や運用業務で、こんな風に感じたことはありませんか？

Linuxコマンドラインは強力なツールですが、その真価は単一のコマンドを叩くだけでは発揮されません。
複数のコマンドをまるで工場ラインのように連結し、データの流れを自在に操る「パイプ」こそが、あなたの作業効率を劇的に向上させる鍵となります。

この記事では、Linuxパイプの基本的な概念から、grep、sort、uniq、wcといった頻出コマンドとの連携までを、具体的なシナリオを通して徹底解説します。

単なるコマンド紹介に留まらず、実際の業務で直面する課題をパイプラインでどう解決するか、その思考プロセスまでを深く掘り下げていきます。

さあ、あなたもLinuxパイプを使いこなして、データ処理と自動化をどんどん効率化していきましょう！

目次

対象読者

  • Linuxコマンドラインの基本的な操作はできるが、パイプの活用方法に悩んでいる開発者
  • 日々の運用業務でデータ処理やログ分析を効率化したい運用エンジニア
  • シェルスクリプトのスキルを向上させたいと考えている方

Linuxパイプの基本概念

Linuxのコマンドライン操作において、パイプ（|）はまさに魔法の記号ですが、その力を使いこなすためには、まずその背後にある基本的な概念を理解する必要があります。

標準入力、標準出力、標準エラー出力

Linuxのコマンドは、通常3つの主要なデータストリームを扱います。
これらは、コマンドがどのようにデータを受け取り、結果やエラーをどこに出力するかを定義する基本的な概念です。

  • 標準入力 (stdin):
    • コマンドがデータを受け取るための入り口です。デフォルトではキーボードからの入力がこれに当たります。例えば、cat コマンドを引数なしで実行すると、標準入力から入力を待ちます。
  • 標準出力 (stdout):
    • コマンドが処理結果を正常に出力するための出口です。デフォルトでは画面（ターミナル）に表示されます。ls コマンドのファイルリストや echo コマンドのメッセージなどがこれに該当します。
  • 標準エラー出力 (stderr):
    • コマンドがエラーメッセージや診断情報を出力するための出口です。これもデフォルトでは画面に表示されますが、標準出力とは別のストリームとして扱われます。これにより、正常な出力とエラーメッセージを区別して処理することが可能になります。

これらのストリームは、ファイルディスクリプタという番号で識別されます。標準入力は0、標準出力は1、標準エラー出力は2です。この番号は、後述するリダイレクト操作で特定のストリームを指定する際に非常に重要になります。

パイプとリダイレクトによるデータストリームの操作

パイプ（|）は、あるコマンドの標準出力（stdout）を、別のコマンドの標準入力（stdin）に直接接続する役割を担います。
これにより、コマンドの実行結果を一時ファイルに保存することなく、次のコマンドへリアルタイムに渡すことが可能になります。

一方、リダイレクトは、コマンドの標準入力、標準出力、標準エラー出力の向きを変更する機能です。

  • > (標準出力のリダイレクト): コマンドの標準出力をファイルに書き込みます。ファイルが存在しない場合は作成し、存在する場合は上書きします。
    例: ls > file_list.txt
  • >> (標準出力の追記リダイレクト): コマンドの標準出力をファイルの末尾に追記します。
    例: echo "追加行" >> file_list.txt
  • < (標準入力のリダイレクト): ファイルの内容をコマンドの標準入力として渡します。
    例: cat < file_list.txt
  • 2> (標準エラー出力のリダイレクト): コマンドの標準エラー出力をファイルに書き込みます。
    例: command_that_fails 2> error.log
  • &> または >&2 (標準出力と標準エラー出力の両方をリダイレクト): 標準出力と標準エラー出力の両方を同じファイルに書き込みます。
    例: command_all_output &> all_output.log

標準出力と標準エラー出力が分離されていることで、例えばスクリプトでコマンドを実行する際に、正常な結果だけを後続処理に渡し、エラーメッセージは別のログファイルに記録するといった柔軟な処理が可能になります。これは、自動化されたタスクやデバッグにおいて非常に重要な機能です。

パイプ（|）の役割と仕組み

パイプ（|）は、あるコマンドの標準出力（stdout）を、別のコマンドの標準入力（stdin）に直接接続する役割を担います。
これにより、コマンドの実行結果を一時ファイルに保存することなく、次のコマンドへリアルタイムに渡すことが可能になります。

例えば、ls -l コマンドの出力結果を grep コマンドでフィルタリングしたい場合、通常は以下のように書きます。

ls -l | grep "myfile"

このとき、ls -l の結果が直接 grep の入力となり、「myfile」という文字列を含む行だけが抽出されて表示されます。

基本的なコマンド連携のパターン

パイプの真価は、複数のコマンドを組み合わせることで発揮されます。ここでは、特によく使われるコマンド連携のパターンを見ていきましょう。

grep との組み合わせ：ログフィルタリングの初歩

grep は、指定したパターンに一致する行を検索するコマンドです。パイプと組み合わせることで、大量のログファイルから必要な情報だけを効率的に抽出できます。

シナリオ: Webサーバーのアクセスログから、特定のエラー（例: 404 Not Found）が発生したリクエストだけを抽出したい。

サンプルデータの準備

まず、以下の内容で access.log ファイルを作成します。

cat << 'EOF' > access.log
192.168.1.1 - - [21/Oct/2025:10:00:00 +0900] "GET /index.html HTTP/1.1" 200 1234 "-" "Mozilla/5.0"
192.168.1.2 - - [21/Oct/2025:10:00:05 +0900] "GET /images/logo.png HTTP/1.1" 200 5678 "-" "Mozilla/5.0"
192.168.1.3 - - [21/Oct/2025:10:00:10 +0900] "GET /nonexistent HTTP/1.1" 404 150 "-" "Mozilla/5.0"
192.168.1.4 - - [21/Oct/2025:10:00:15 +0900] "GET /api/data HTTP/1.1" 200 200 "-" "curl/7.64.1"
192.168.1.5 - - [21/Oct/2025:10:00:20 +0900] "POST /submit HTTP/1.1" 200 100 "-" "Mozilla/5.0"
192.168.1.6 - - [21/Oct/2025:10:00:25 +0900] "GET /another/404/page HTTP/1.1" 404 160 "-" "Mozilla/5.0"
192.168.1.7 - - [21/Oct/2025:10:00:30 +0900] "GET /api/status HTTP/1.1" 500 500 "-" "curl/7.64.1"
EOF

実行手順と期待される結果

1. 404 エラーのリクエストを抽出

cat access.log | grep " 404 "

期待される実行結果:

192.168.1.3 - - [21/Oct/2025:10:00:10 +0900] "GET /nonexistent HTTP/1.1" 404 150 "-" "Mozilla/5.0"
192.168.1.6 - - [21/Oct/2025:10:00:25 +0900] "GET /another/404/page HTTP/1.1" 404 160 "-" "Mozilla/5.0"

2. 404 エラーかつ GET /api/ のリクエストを抽出

cat access.log | grep " 404 " | grep "GET /api/"

期待される実行結果:

(出力なし)

sort と uniq：データの並べ替えと重複排除

sort は行をソートし、uniq は連続する重複行を削除するコマンドです。これらを組み合わせることで、データの集計や分析に役立ちます。

シナリオ: アクセスログから、アクセス数の多いIPアドレスを特定したい。

サンプルデータの準備

まず、以下の内容で access_ip.log ファイルを作成します。

cat << 'EOF' > access_ip.log
192.168.1.1
192.168.1.2
192.168.1.1
192.168.1.3
192.168.1.2
192.168.1.1
192.168.1.4
EOF

実行手順と期待される結果

cat access_ip.log | sort | uniq -c | sort -nr | head -n 10

期待される実行結果:

      3 192.168.1.1
      2 192.168.1.2
      1 192.168.1.4
      1 192.168.1.3

このパイプラインは少し複雑に見えますが、一つずつ分解してみましょう。

  1. cat access_ip.log: アクセスログの内容を出力。
  2. sort: 抽出されたIPアドレスをアルファベット順にソート。
  3. uniq -c: 連続する重複行をカウントし、その回数と共に出力。
  4. sort -nr: カウントされた回数を数値として逆順（大きい順）にソート。
  5. head -n 10: 上位10件だけを表示。

このように、複数のコマンドをパイプで繋ぐことで、複雑なデータ処理も段階的に実行できます。

wc：行数、単語数、文字数のカウント

wc (word count) は、標準入力またはファイルから受け取ったデータの行数、単語数、文字数をカウントするコマンドです。

シナリオ: 特定のエラーメッセージがログに何回出現したかを知りたい。

サンプルデータの準備

まず、以下の内容で error.log ファイルを作成します。

cat << 'EOF' > error.log
[2025-10-21 10:00:00] INFO: Application started.
[2025-10-21 10:00:05] ERROR: Error processing request for user 123.
[2025-10-21 10:00:10] INFO: User login successful.
[2025-10-21 10:00:15] ERROR: Error processing request: Invalid input.
[2025-10-21 10:00:20] DEBUG: Database query executed.
[2025-10-21 10:00:25] ERROR: Error processing request: Connection refused.
EOF

実行手順と期待される結果

cat error.log | grep "Error processing request" | wc -l

期待される実行結果:

3
  • cat error.log: エラーログの内容を出力。
  • grep "Error processing request": 「Error processing request」という文字列を含む行を抽出。
  • wc -l: 抽出された行の数をカウントし、出力。

これにより、エラーの発生頻度を簡単に把握できます。

実践！シンプルなパイプライン構築

これまでの知識を活かして、より実践的なパイプラインを構築してみましょう。

具体的なシナリオとコード例

シナリオ: 特定のディレクトリ内のMarkdownファイルの中から、「TODO」という文字列を含む行を抽出し、ファイル名と行番号と共に表示したい。さらに、その中で「緊急」というキーワードが含まれるものだけを抽出し、最終的な件数をカウントする。

find . -name "*.md" -print0 | xargs -0 grep -n "TODO" | grep "緊急" | wc -l
  • find . -name "*.md" -print0: 現在のディレクトリ以下にあるすべてのMarkdownファイル（.md）を検索し、ファイル名をヌル文字（）で区切って出力します。print0 はファイル名にスペースや特殊文字が含まれていても正しく扱えるようにするための重要なオプションです。
  • xargs -0 grep -n "TODO": find から受け取ったヌル文字区切りのファイル名を grep コマンドの引数として渡します。-n オプションは行番号も表示します。
  • grep "緊急": grep "TODO" の結果から、「緊急」という文字列を含む行をさらにフィルタリングします。
  • wc -l: 最終的にフィルタリングされた行の数をカウントします。

このパイプラインは、複数の条件でファイルを検索し、その結果をさらに絞り込み、最終的な集計を行うという、実際の業務でよくあるデータ処理の典型例です。

実行できるサンプルも記載していますので、ぜひ自分の手でコマンドを実行してみましょう！

サンプル環境の構築

上記のパイプラインを実際に試すために、以下の手順でサンプルファイルとディレクトリを準備しましょう。

  1. ディレクトリの作成:
    まず、以下のコマンドで必要なディレクトリを作成します。
mkdir -p test_md_files/subdir
  1. サンプルファイルの作成:
    次に、以下の内容でMarkdownファイルを作成します。
  • test_md_files/sample1.md
# Sample Document 1

This is a sample document for testing purposes.
It contains various lines with and without TODOs.

- Item 1
- TODO: 緊急対応が必要なタスク
- Item 2 with some text
- TODO: 通常のタスク
- Another line of text
- TODO: 緊急: 重要なバグ修正
- Final item.

作成コマンド:

cat << 'EOF' > test_md_files/sample1.md
# Sample Document 1

This is a sample document for testing purposes.
It contains various lines with and without TODOs.

- Item 1
- TODO: 緊急対応が必要なタスク
- Item 2 with some text
- TODO: 通常のタスク
- Another line of text
- TODO: 緊急: 重要なバグ修正
- Final item.
EOF
  • test_md_files/sample2.md
# Sample Document 2

This document has only regular TODOs.

- Task A
- TODO: Feature implementation
- Task B
- TODO: Documentation update
- Task C is complete.

作成コマンド:

cat << 'EOF' > test_md_files/sample2.md
# Sample Document 2

This document has only regular TODOs.

- Task A
- TODO: Feature implementation
- Task B
- TODO: Documentation update
- Task C is complete.
EOF
  • test_md_files/subdir/sample3.md
# Sample Document 3 in Subdirectory

This is another sample document.

- Initial setup
- TODO: 緊急: データベースの最適化
- Review code
- TODO: Add new tests
- Deployment preparation.

作成コマンド:

cat << 'EOF' > test_md_files/subdir/sample3.md
# Sample Document 3 in Subdirectory

This is another sample document.

- Initial setup
- TODO: 緊急: データベースの最適化
- Review code
- TODO: Add new tests
- Deployment preparation.
EOF

実行手順と期待される結果

サンプルファイルの準備ができたら、test_md_files ディレクトリに移動して、以下のパイプラインコマンドを実行してみましょう。

cd test_md_files
find . -name "*.md" -print0 | xargs -0 grep -n "TODO" | grep "緊急" | wc -l

期待される実行結果:

3

この結果は、test_md_files ディレクトリ内のMarkdownファイルの中から、「TODO」という文字列を含み、かつ「緊急」というキーワードも含む行が合計で3件見つかったことを示しています。

まとめと次のステップ

この記事では、Linuxパイプの基本的な概念から、grep、sort、uniq、wcといったコマンドとの連携、そして実践的なパイプライン構築の例までを解説しました。

パイプを使いこなすことで、日々のコマンドライン作業が劇的に効率化され、データ処理や自動化の可能性が大きく広がります。

しかし、これはまだLinuxパイプの世界の入り口に過ぎません。

次のステップでは、xargsやteeといった、パイプラインをさらに強力にするコマンドの活用術を深掘りしていきます。
これらのコマンドをマスターすることで、より柔軟なファイル操作や並列処理の基礎を身につけ、あなたのシェルスクリプトスキルは新たなレベルへと到達するでしょう。

ぜひ、次の記事も楽しみにしていてください！

【Linuxパイプ入門】xargs と tee を使いこなす：パイプラインをさらに強力にするコマンド活用術

免責事項

本記事の内容は、情報提供のみを目的としています。記載されているコマンドや手順を実行する際は、ご自身の責任において行ってください。実行環境やバージョンによって結果が異なる場合があります。本記事の内容によって生じたいかなる損害についても、著者は一切の責任を負いません。

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