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詳解Linux系統(tǒng)中虛擬設(shè)備文件的各種實用用法

更新時間：2020年07月07日 09:33:43 作者：良許Linux

這篇文章主要介紹了Linux系統(tǒng)中虛擬設(shè)備文件的各種實用用法，本文給大家介紹的非常詳細(xì)，對大家的學(xué)習(xí)或工作具有一定的參考借鑒價值,需要的朋友可以參考下

大家好，我是良許。

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

專業(yè)地講，/dev/null 是一個虛擬設(shè)備文件。而對程序而言，這些虛擬設(shè)備文件則會被當(dāng)成真實的文件對待。程序可以向這種數(shù)據(jù)源請求數(shù)據(jù)，所得到的數(shù)據(jù)將由操作系統(tǒng)提供。但是，這些數(shù)據(jù)并不是從磁盤上讀取到的，而是由操作系統(tǒng)動態(tài)生成的。虛擬設(shè)備文件的一個典型例子就是 /dev/zero 。

然而，當(dāng)你想向 /dev/null 寫入數(shù)據(jù)時，無論你向 /dev/null 中寫入什么數(shù)據(jù)，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(tǒng)或者 Unix 以及類 Unix 系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸出以及標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出有基本的了解。

標(biāo)準(zhǔn)輸出文件與標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出與標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出。標(biāo)準(zhǔn)輸出會被記錄到標(biāo)準(zhǔn)輸出文件 stdout ，而標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出會被記錄到標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出文件 stderr 。

默認(rèn)情況下，標(biāo)準(zhǔn)輸出文件與標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出文件都與你的終端窗口相關(guān)聯(lián)（或者控制臺）。這就意味著任何被輸送到標(biāo)準(zhǔn)輸出文件或標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到一個文件中。這樣，標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出信息重定向到另一個物理設(shè)備上，比如一個數(shù)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出信息。
使用 &> 你可以同時重定向標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出信息與標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出與標(biāo)準(zhǔn)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(guān)于電源設(shè)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出的內(nèi)容，相反，想要看標(biāo)準(zhǔn)錯誤的內(nèi)容，那么我們就可以將標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)數(shù)據(jù)包可以到達(dá)目標(biāo)主機(jī)時，ping 指令會顯示它的正常輸出。而第一個命令，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)是連通的時候屏幕什么也沒顯示，但是一旦它與目標(biāo)機(jī)器斷開連接，屏幕就只顯示了錯誤信息。
當(dāng)然了，你也可以將標(biāo)準(zhǔn)輸出與標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)輸出重定向到 /dev/null 中 ，然后第二部分，2>&1，代表將標(biāo)準(zhǔn)錯誤重定向到標(biāo)準(zhǔn)輸出文件中。這里你必須將標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)調(diào)換位置成以下這樣：

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

它就不是按你預(yù)期的那樣執(zhí)行了。那是因為一旦 2>&1 先被解釋器解釋了，標(biāo)準(zhǔn)錯誤輸出就會被重定向到默認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)輸出文件 stdout 并且顯示在屏幕上。而接下來，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)輸出被重定向到 /dev/null 時，標(biāo)準(zhǔn)輸出信息就會被清除。最終的結(jié)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(biāo)準(zhǔn)輸出與標(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)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(biāo)準(zhǔn)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(shù)據(jù)對結(jié)果的影響，我們使用參數(shù) 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(shù) if= 指定用于輸入的文件名；參數(shù) 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。