Linux系統中虛擬設備文件的各種實用用法

大家好,我是良許。

大家知道,在 Linux 下,一切皆文件,對于設備文件也是如此。我們在工作的過程中,經常會看到 /dev/null 這個玩意,那它到底是什么呢?

專業地講,/dev/null 是一個虛擬設備文件。而對程序而言,這些虛擬設備文件則會被當成真實的文件對待。程序可以向這種數據源請求數據,所得到的數據將由操作系統提供。但是,這些數據并不是從磁盤上讀取到的,而是由操作系統動態生成的。虛擬設備文件的一個典型例子就是 /dev/zero

然而,當你想向 /dev/null 寫入數據時,無論你向 /dev/null 中寫入什么數據,最終都會被丟棄,就像被丟入黑洞一樣。

既然如此,那么 /dev/null 到底有什么用?要理解這個問題,你首先必須要對 Linux 系統或者 Unix 以及類 Unix 系統的標準輸出以及標準錯誤輸出有基本的了解。

標準輸出文件與標準錯誤輸出文件

一個命令行程序可以生成兩種類型的輸出:標準輸出與標準錯誤輸出。標準輸出會被記錄到標準輸出文件 stdout ,而標準錯誤輸出會被記錄到標準錯誤輸出文件 stderr 。

默認情況下,標準輸出文件與標準錯誤輸出文件都與你的終端窗口相關聯(或者控制臺)。這就意味著任何被輸送到標準輸出文件或標準錯誤輸出文件的信息都會被顯示在你的屏幕上。

但是,通過 Shell 中的重定向,你就可以改變這個行為。比如,你可以將標準輸出重定向到一個文件中。這樣,標準輸出信息就不會顯示在屏幕上,它將會被保存到那個文件中以便你以后查閱,或者你也可以將標準輸出信息重定向到另一個物理設備上,比如一個數字 LED 或者 LCD 顯示器。

一些常用的重定向方式有如下:

  • 使用 2> 你可以重定向標準錯誤輸出信息。例如:2>/dev/null 或者 2>/home/user/error.log
  • 使用 1> 你可以重定向標準輸出信息。
  • 使用 &> 你可以同時重定向標準錯誤輸出信息與標準輸出信息。

利用/dev/null來清除不必要的輸出

由于存在兩種類型的輸出:標準輸出與標準錯誤輸出,所以 /dev/null 的第一個用途就是過濾掉其中一種類型的輸出。通過下面實際的例子可以更容易地理解以上這個用途。

假如你想通過找 /sys 文件夾下文件名帶 power 字符串的文件以此來找到關于電源設置的文件,你可以這么寫命令:

$ grep -r power /sys/

由于 /sys 文件夾下存在很多非 root 用戶無法訪問的文件,這樣就會造成很多 Permission denied 錯誤,并被輸出到屏幕上。

這些錯誤信息會使得屏幕變得雜亂不堪,一些重要的信息都會被沖刷不見了。而由于 Permission denied 錯誤信息是屬于標準錯誤輸出的一部分,所以你可以將它們重定向到 /dev/null

$ grep -r power /sys/ 2>/dev/null

這樣,顯示出來的信息就干凈清爽很多了。

有時候,我們可能不想看標準輸出的內容,相反,想要看標準錯誤的內容,那么我們就可以將標準輸出重定向到 /dev/null

$ ping baidu.com 1>/dev/null

上面的截圖顯示,若沒有重定向輸出,當數據包可以到達目標主機時,ping 指令會顯示它的正常輸出。而第一個命令,當網絡是連通的時候屏幕什么也沒顯示,但是一旦它與目標機器斷開連接,屏幕就只顯示了錯誤信息。
當然了,你也可以將標準輸出與標準錯誤輸出重定向到兩個不同的文件。

$ ping baidu.com 1>/dev/null 2>error.log

在這個例子中,標準輸出信息就不會被顯示,而錯誤信息將會被保存到名為 error.log 的文件中。

重定向所有輸出到/dev/null

有時候,我們可能都不想看任何輸出,那么有兩種方法可以做到這點。

$ grep -r power /sys/ >/dev/null 2>&1

字符串 >/dev/null 代表 將標準輸出重定向到 /dev/null 中 ,然后第二部分,2>&1,代表將標準錯誤重定向到標準輸出文件中。這里你必須將標準輸出文件寫成 &1 ,而不是簡單地寫成 1 。寫成 2>1 這樣只會將標準輸出重定向到一個名為 1 的文件中。

這里要著重注意的一點是,順序也是很重要的。如果你將重定向的參數調換位置成以下這樣:

$ grep -r power /sys/ 2>&1 >/dev/null

它就不是按你預期的那樣執行了。那是因為一旦 2>&1 先被解釋器解釋了,標準錯誤輸出就會被重定向到默認的標準輸出文件 stdout 并且顯示在屏幕上。而接下來,當標準輸出被重定向到 /dev/null 時,標準輸出信息就會被清除。最終的結果就是你將會看到錯誤信息顯示在屏幕上。如果你忘記了正確的順序,還有一個更簡單:

$ grep -r power /sys/ &>/dev/null

在這個例子中,&>/dev/null 就等效于 重定向標準輸出與標準錯誤輸出到 /dev/null

其他將輸出重定向到/dev/null實用例子

假如你想知道你的磁盤讀取序列數據的速度到底有多快,你可以使用 dd 命令來做測試。但是 dd 指令要么就是輸出到標準輸出文件,要么就是指定輸出到一個文件中。為了排除寫入數據對結果的影響,我們使用參數 of=/dev/null ,這樣就可以使 dd 輸出寫入到這個虛擬文件中,而不是真正的磁盤里。這里你甚至都不需要用 Shell 的重定向就可以做到這點。

對于下面這條命令,參數 if= 指定用于輸入的文件名;參數 of= 指定用于輸出的文件名,即指定將輸出寫入到哪里。

以下這樣的測試并不是十分精確,但也足夠說明問題了。

$ dd if=debian-disk.qcow2 of=/dev/null status=progress bs=1M iflag=direct

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以上是一個實用場景。下面再介紹一個場景。

在某些情況下,你可能會想知道你從某一個服務器上下載東西的速度有多快。但是你又不想向磁盤寫入不必要的東西,那么這個時候,你就可以把內容寫入到 /dev/null 里。

$ wget -O /dev/null http://ftp.halifax.rwth-aachen.de/ubuntu-releases/18.04/ubuntu-18.04.2-desktop-amd64.iso

結論

本文介紹幾種 /dev/null 文件的幾種實用用法,希望對你的工作有幫助。你還知道這個特殊設備文件的其它有趣的用途嗎?留言告訴我唄!


公眾號:良許Linux

有收獲?希望老鐵們來個三連擊,給更多的人看到這篇文章

posted on 2020-07-06 23:48  良許Linux  閱讀(...)  評論(...編輯  收藏

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