linux创建大文件dd_yes_fallocate_truncate

介绍


在我们日常工作中,为了验证开发的功能,比如:文件上传功能或者算法的处理效率等,经常需要一些大文件进行测试,有时在四处找了一顿之后,发现竟然没有一个合适的,虽然 Linux 中也有一些命令比如:vim、touch 等可以创建文件,但是如果需要一个 100G 或者 1T 的大文件,这些命令就显得力不从心,此时就需要能快速创建大文件命令,接下来将介绍这些命令的常见用法、命令之间的差异、以及使用时如何选择

dd


dd 命令的语法如下

dd if=[source] of=[destination] bs=[block-size] count=[counter]

从 source 读取并拷贝内容到 destination, source 和 destination 都是文件,前者是读取的文件,后者是写入的文件

bs 表示块的大小,单位是字节,后缀中带了字母 B的换算单位都是 1000, 比如: 1KB = 1000 Bytes、 1MB = 1000 * 1000 Bytes、1GB = 1000 * 1000 * 1000 Bytes

后缀省略了字母 B的换算单位是 1024, 比如: 1K = 1024 Bytes、 1M = 1024 * 1024 Bytes、1G = 1024 * 1024 * 1024 Bytes

count 表示块的数量,表示 dd 命令需要执行多少次读取并写入的操作

bs 乘以 count 其实就表示目标文件的大小,也即需要创建的文件的大小,比如:下面的命令可以创建一个 10G 大小的文件

[root@localhost dd_cmd]# dd if=/dev/zero of=testfile bs=1G count=10
记录了10+0 的读入
记录了10+0 的写出
10737418240字节(11 GB)已复制,8.61643 秒,1.2 GB/秒
[root@localhost dd_cmd]# du -h testfile  
10G     testfile
[root@localhost dd_cmd]#

上面的命令表示从 /dev/zero文件每次读取 1G大小的数据并写入当前目录中的 testfile 文件, bs=1G count=10 表示块大小是1G,总共有10个块, 所以目标文件最终的大小是: 1G * 10 = 10G

/dev/zero 是一个特殊的字符设备文件,当读取它的时候,它会返回空数据,这里表示从 /dev/zero读取空的数据写入 testfile 中

命令 du -h testfile 的结果也说明了 testfile 大小是 10G

从结果可以得知,用 dd 命令创建一个 10G 大小的文件花费了约 8.6 秒

yes


前面的 dd 命令创建的是空字符的文件,如果想文件中包含自定义的字符,可以使用 yes 命令,它的作用是循环输出一行指定的字符串,直到进程结束,为了控制文件的大小并打破循环,我们借助 head 命令来实现,使用 yes 命令创建包含指定内容文件的语法如下

yes [string] | head -c [size of file] > [name of file]

string 是写入文件每一行的字符串

head -c [size of file] 是接收指定大小的字符串,单位是字节,后面也可以接 K、KB、M、MB、G、GB等单位

下面的实例是往 yesfile 文件写入,每行的内容是: this is a test content , 一直到文件大小达到 10G

[root@localhost dd_cmd]# time yes "this is a test content" | head -c 10G > yesfile

real    0m11.266s
user    0m8.898s
sys     0m13.217s
[root@localhost dd_cmd]# du -h yesfile  
10G     yesfile

从结果可以看出,yes 命令创建一个 10G 的文件花费了 13.2 秒,比 dd 命令慢

fallocate


fallocate 命令使用下面的语法 创建大文件

fallocate -l [size of file] [name of file]

-l 选项表示文件大小,单位是字节,后面可以接 K、KB、M、MB、G、GB等单位

下面的命令是创建一个 10G 大小的文件

[root@localhost dd_cmd]# time fallocate -l 10G allocatefile

real    0m0.002s
user    0m0.000s
sys     0m0.003s
[root@localhost dd_cmd]# du -h allocatefile  
10G     allocatefile

上述的 time 命令只是为了统计创建文件的时间,从结果可以看出:fallocate命令创建一个 10G 大小的文件竟然只花费了 0.003 秒

命令 du -h allocatefile 是查看创建的文件大小,从结果可知,allocatefile 文件大小确实是 10G

truncate


truncate 命令是缩小或者扩展文件至指定大小,它的语法如下:

truncate -s [file-size] [name of the file]

-s 选项表示文件大小,单位是字节,跟 fallocate 命令一样,后面可以接 K、KB、M、MB、G、GB等单位

下面是使用 truncate 命令创建一个 10G的文件的示例

[root@localhost dd_cmd]# time truncate -s 10G truncatefile

real    0m0.002s
user    0m0.000s
sys     0m0.002s
[root@localhost dd_cmd]# du -h truncatefile 
0       truncatefile

从结果可以得到,truncate 命令 创建一个 10G的文件也只花费了 0.002 秒,和 fallocate 差不多

但是, du -h truncatefile 命令的结果表明 truncatefile 大小为 0

原因是 truncate 命令 创建的是一个稀疏文件而不是实际的文件 ,稀疏文件不会占用磁盘空间
注意:fallocate 命令只支持 btrfs、ext4、 ocfs2、xfs 这几种文件系统,而 truncate 命令支持所有的现代文件系统

创建速度的差异


从上面的几个实例可以看出,同样是创建一个 10G的文件, fallocate 和 truncate 命令只需要不到 0.1 秒的时间,但是 dd 命令需要 8.6 秒的时间,yes命令需要 13.2 秒,这中间相差了几百倍,为什么会有这么大的差别呢?

fallocate 将空间分配给文件,但是不会往文件中写入任何数据

truncate 创建的是稀疏文件,和 fallocate 一样,它也不会往文件中写入任何数据

dd 和 yes 都有写文件操作,而这需要大量的 IO 时间,所以同样创建 10G 的文件,它们比 fallocate 和 truncate 要慢很多

如何选择


dd 、yes、fallocate、truncate 这几个命令都可以创建大文件, 在日常的使用中,我们该如何选择呢 ?

对速度没有很高的要求的情况下,一般首选 dd ,如果希望创建的文件中写入自定义的内容的话,使用 yes

如果想快速的创建大文件,比如 1 秒内创建一个 100G 的文件,选择 fallocate 和 truncate ,如果还需要确保文件是实际占用磁盘空间的话,就只剩下 fallocate 可选了

大部分情况下,fallocate 都能满足要求,所以不想仔细分析的话,使用 fallocate 就行了

小结


本文介绍了Linux下创建大文件的几种方法,并对所提供的方法进行了比较,最后提供了如何选择使用哪种方法的一些建议,文中只对 dd 、yes、fallocate、truncate 命令做了简要的说明,更多的介绍请参考 man 文档

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