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  • Linux 下的两个特殊的文件 -- /dev/null 和 /dev/zero 简介及对比

    转自：http://blog.csdn.net/longerzone/article/details/12948925

    1、概论 -- 来自维基的解释

    /dev/null  ： 在类Unix系统中，/dev/null，或称空设备，是一个特殊的设备文件，它丢弃一切写入其中的数据（但报告写入操作成功），读取它则会立即得到一个EOF。
    在程序员行话，尤其是Unix行话中，/dev/null 被称为位桶(bit bucket)或者黑洞(black hole)。空设备通常被用于丢弃不需要的输出流，或作为用于输入流的空文件。这些操作通常由重定向完成。


    /dev/zero  ： 在类UNIX 操作系统中, /dev/zero 是一个特殊的文件，当你读它的时候，它会提供无限的空字符(NULL, ASCII NUL, 0x00)。

    其中的一个典型用法是用它提供的字符流来覆盖信息，另一个常见用法是产生一个特定大小的空白文件。BSD就是通过mmap把/dev/zero映射到虚地址空间实现共享内存的。可以使用mmap将/dev/zero映射到一个虚拟的内存空间，这个操作的效果等同于使用一段匿名的内存（没有和任何文件相关）。

    2、 /dev/null 的日常使用

    把/dev/null看作"黑洞"。它等价于一个只写文件，并且所有写入它的内容都会永远丢失，而尝试从它那儿读取内容则什么也读不到。然而, /dev/null对命令行和脚本都非常的有用。

    我们都知道  cat $filename  会输出filename对应的文件内容（输出到标准输出）
    而使用         cat $filename >/dev/null 则不会得到任何信息，因为我们将本来该通过标准输出显示的文件信息重定向到了 /dev/null 中，so what will you get ?
    使用  cat $filename 1>/dev/null 也会得到同样的效果，因为默认重定向的 1 就是标准输出。  如果你对 shell 脚本或者重定向比较熟悉的话，应该会联想到 2 ，也即标准错误输出。

    我们使用 cat $filename  时如果filename对应的文件不存在，系统肯定会报错： “ cat: filename: 没有那个文件或目录 ” 。

    如果我们不想看到错误输出呢？我们可以禁止标准错误:   cat $badname 2>/dev/null

    我们可以通过下面这个测试来更加深刻的理解/dev/null ：

    [plain] view plaincopy
     
     
    1. <span style="font-size:18px">$cat test.txt   
    2. just for test  
    3. $cat test.txt >/dev/null   
    4. $cat test.txt 1>/dev/null   
    5. $cat test2.txt   
    6. cat: test2.txt: 没有那个文件或目录  
    7. $cat test2.txt >/dev/null   
    8. cat: test2.txt: 没有那个文件或目录  
    9. $cat test2.txt 2>/dev/null   
    10. $  
    11. </span>  

    有些时候，我并不想看道任何输出，我只想看到这条命令运行是不是正常，那么我们可以同时禁止标准输出和标准错误的输出:    

           cat $filename 2>/dev/null >/dev/null

    所以：

    * 如果"$filename"不存在，将不会有任何错误信息提示，

    * 如果"$filename"存在, 文件的内容不会打印到标准输出。

    * 因此, 上面的代码根本不会输出任何信息，当只想测试命令的退出码而不想有任何输出时非常有用。

    下一步，我们使用 echo $? 查看上条命令的退出码：0为命令正常执行，1-255为有出错。

    当然，使用   cat $filename &>/dev/null   也可以达到  cat $filename 2>/dev/null >/dev/null 一样的效果。

    [plain] view plaincopy
     
     
    1. <span style="font-size:18px">$cat test2.txt 2>/dev/null   
    2. $cat test.txt 2>/dev/null >/dev/null   
    3. $echo $?  
    4. 0  
    5. $cat test2.txt 2>/dev/null >/dev/null   
    6. $echo $?  
    7. 1  
    8. $cat test.txt &>/dev/null  
    9. $echo $?  
    10. 0  
    11. </span>  



    有时候，我们需要删除一些文件的内容而不删除文件本身：（这个方法可以用来删除日志文件，在我的Debian笔记本上我给 /var 盘配的空间有些过小，有时候就需要手动使用这个操作来清空日志）    

     # cat /dev/null > /var/log/messages
     # : > /var/log/messages   有同样的效果，但不会产生新的进程。（因为:是内建的）

     
    下面的实例中，使用/dev/null 来删除cookie 并且不再使用cookie

    [plain] view plaincopy
     
     
    1. <span style="font-size:18px">    if [ -f ~/.netscape/cookies ]       # 如果存在则删除，删除后才可以添加软链接  
    2.      then  
    3.        rm -f ~/.netscape/cookies  
    4.      fi  
    5.        
    6.      ln -s /dev/null ~/.netscape/cookies     </span>  


    其中，cookies的目录是可以变换的，比如说我自己电脑上的firefox的cookie目录为： ~/.mozilla/firefox/nah4b6di.default/cookies*

    3、/dev/zero 的日常使用

    像/dev/null一样，/dev/zero也是一个伪文件，但它实际上产生连续不断的null的流（二进制的零流，而不是ASCII型的）。写入它的输出会丢失不见，/dev/zero主要的用处是用来创建一个指定长度用于初始化的空文件，像临时交换文件。

    比如说，在我的前一篇博客中（《尝试安装Chrome OS的新版本 Vanilla & 安装之后U盘遇到的问题解决》），提到我使用dd 制作的U盘系统，而我的U盘有16G，而制作好后，系统盘只占了2.5G，而其他的空间（将近12G）都无发使用。我只能使用  dd if=/dev/zero of=/dev/sdb bs=4M 来重新给我整个U盘清零。

    脚本实例 1. 用/dev/zero创建一个交换临时文件

    [plain] view plaincopy
     
     
    1. <span style="font-size:18px">#!/bin/bash  
    2. # 创建一个交换文件，参数为创建的块数量（不带参数则为默认），一块为1024B（1K）  
    3.   
    4. ROOT_UID=0         # Root 用户的 $UID 是 0.  
    5. E_WRONG_USER=65    # 不是 root?  
    6.   
    7. FILE=/swap  
    8. BLOCKSIZE=1024  
    9. MINBLOCKS=40  
    10. SUCCESS=0  
    11.   
    12. # 这个脚本必须用root来运行,如果不是root作出提示并退出  
    13. if [ "$UID" -ne "$ROOT_UID" ]  
    14. then  
    15.   echo; echo "You must be root to run this script."; echo  
    16.   exit $E_WRONG_USER  
    17. fi   
    18.     
    19.   
    20. blocks=${1:-$MINBLOCKS}          # 如果命令行没有指定，则设置为默认的40块.  
    21. # 上面这句等同如：  
    22. # --------------------------------------------------  
    23. # if [ -n "$1" ]  
    24. # then  
    25. #   blocks=$1  
    26. # else  
    27. #   blocks=$MINBLOCKS  
    28. # fi  
    29. # --------------------------------------------------  
    30.   
    31. if [ "$blocks" -lt $MINBLOCKS ]  
    32. then  
    33.   blocks=$MINBLOCKS              # 最少要有 40 个块长，如果带入参数比40小，将块数仍设置成40  
    34. fi   
    35.   
    36. echo "Creating swap file of size $blocks blocks (KB)."  
    37. dd if=/dev/zero of=$FILE bs=$BLOCKSIZE count=$blocks # 把零写入文件.  
    38.   
    39. mkswap $FILE $blocks             # 将此文件建为交换文件（或称交换分区）.  
    40. swapon $FILE                     # 激活交换文件.  
    41.   
    42. echo "Swap file created and activated."  
    43. exit $SUCCESS  
    44. </span>  

    运行效果我们可以看到： 

    [plain] view plaincopy
     
     
    1. <span style="font-size:18px">long@Raring:/tmp$ vim testswap.sh  
    2. long@Raring:/tmp$ chmod +x testswap.sh             
    3. long@Raring:/tmp$ sudo ./testswap.sh             
    4. [sudo] password for long:    
    5. long@Raring:/tmp$ ./testswap.sh             
    6.   
    7. You must be root to run this script.  
    8.   
    9. long@Raring:/tmp$ sudo ./testswap.sh             
    10. [sudo] password for long:       
    11. Creating swap file of size 40 blocks (KB).  
    12. 记录了40+0 的读入  
    13. 记录了40+0 的写出  
    14. 40960字节(41 kB)已复制，0.000904021 秒，45.3 MB/秒  
    15. 正在设置交换空间版本 1，大小 = 36 KiB  
    16. 无标签， UUID=3e59eddf-098f-454d-9507-aba55f434a8c  
    17. Swap file created and activated.  
    18. </span>  


    关于 /dev/zero 的另一个应用是为特定的目的而用零去填充一个指定大小的文件，如挂载一个文件系统到环回设备 （loopback device） 或"安全地" 删除一个文件。
    脚本实例2. 创建ramdisk

    [plain] view plaincopy
     
     
    1. <span style="font-size:18px">#!/bin/bash  
    2. # ramdisk.sh  
    3.   
    4. # "ramdisk"是系统RAM内存的一段，它可以被当成是一个文件系统来操作.  
    5. # 优点：存取速度非常快 (包括读和写).  
    6. # 缺点: 易失性, 当计算机重启或关机时会丢失数据.  
    7. #       会减少系统可用的RAM.  
    8. #  
    9. # 那么ramdisk有什么作用呢?  
    10. # 保存一个较大的数据集在ramdisk, 比如一张表或字典,这样可以加速数据查询, 因为在内存里查找比在磁盘里查找快得多.  
    11.   
    12. E_NON_ROOT_USER=70             # 必须用root来运行.  
    13. ROOTUSER_NAME=root  
    14.   
    15. MOUNTPT=/mnt/ramdisk  
    16. SIZE=2000                      # 2K 个块 (可以合适的做修改)  
    17. BLOCKSIZE=1024                 # 每块有1K (1024 byte) 的大小  
    18. DEVICE=/dev/ram0               # 第一个 ram 设备  
    19.   
    20. username=`id -nu`  
    21. if [ "$username" != "$ROOTUSER_NAME" ]  
    22. then  
    23.   echo "Must be root to run ""`basename $0`""."  
    24.   exit $E_NON_ROOT_USER  
    25. fi  
    26.   
    27. if [ ! -d "$MOUNTPT" ]         # 测试挂载点是否已经存在了,  
    28. then                           #+ 如果这个脚本已经运行了好几次了就不会再建这个目录了  
    29.   mkdir $MOUNTPT               #+ 因为前面已经建立了.  
    30. fi  
    31.   
    32. dd if=/dev/zero of=$DEVICE count=$SIZE bs=$BLOCKSIZE # 把RAM设备的内容用零填充.  
    33.                                                       # 为何需要这么做?  
    34. mke2fs $DEVICE                 # 在RAM设备上创建一个ext2文件系统.  
    35. mount $DEVICE $MOUNTPT         # 挂载设备.  
    36. chmod 777 $MOUNTPT             # 使普通用户也可以存取这个ramdisk，但是, 只能由root来缷载它.  
    37.   
    38. echo """$MOUNTPT"" now available for use."  
    39. # 现在 ramdisk 即使普通用户也可以用来存取文件了.  
    40. # 注意, ramdisk是易失的, 所以当计算机系统重启或关机时ramdisk里的内容会消失.  
    41. #  
    42. # 重启之后, 运行这个脚本再次建立起一个 ramdisk.  
    43. # 仅重新加载 /mnt/ramdisk 而没有其他的步骤将不会正确工作.  
    44.   
    45. # 如果加以改进, 这个脚本可以放在 /etc/rc.d/rc.local，以使系统启动时能自动设立一个ramdisk。这样很合适速度要求高的数据库服务器.  
    46. exit 0  
    47. </span>  

    运行起来效果如下：

    [plain] view plaincopy
     
     
    1. <span style="font-size:18px">long@Raring:/tmp$ vim ramdisk.sh  
    2. long@Raring:/tmp$ chmod +x ramdisk.sh  
    3. long@Raring:/tmp$ ./ramdisk.sh  
    4. Must be root to run ramdisk.sh.  
    5. long@Raring:/tmp$ sudo ./ramdisk.sh  
    6. 记录了2000+0 的读入  
    7. 记录了2000+0 的写出  
    8. 2048000字节(2.0 MB)已复制，0.0113732 秒，180 MB/秒  
    9. mke2fs 1.42.8 (20-Jun-2013)  
    10. Discarding device blocks: 完成  
    11. 文件系统标签=  
    12. OS type: Linux  
    13. 块大小=1024 (log=0)  
    14. 分块大小=1024 (log=0)  
    15. Stride=0 blocks, Stripe width=0 blocks  
    16. 16384 inodes, 65536 blocks  
    17. 3276 blocks (5.00%) reserved for the super user  
    18. 第一个数据块=1  
    19. Maximum filesystem blocks=67108864  
    20. 8 block groups  
    21. 8192 blocks per group, 8192 fragments per group  
    22. 2048 inodes per group  
    23. Superblock backups stored on blocks:  
    24.     8193, 24577, 40961, 57345  
    25.   
    26. Allocating group tables: 完成  
    27. 正在写入inode表: 完成  
    28. Writing superblocks and filesystem accounting information: 完成  
    29.   
    30. /mnt/ramdisk now available for use.</span>  

    最后值得一提的是，ELF二进制文件利用了/dev/zero。
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