在Linux中，管道是一种通信机制，用于将一个程序的输出直接连接到另一个程序的输入。从本质上说，管道也是一种文件，但它又和一般的文件有所不同，它可以克服使用文件进行通信的两个问题，具体表现为限制管道的大小和读取进程可能工作得比写进程快。管道的思想是在内存中创建一个共享文件，从而使通信双方利用这个共享文件来传递信息。由于这种方式具有单向传递数据的特点，所以这个作为传递消息的共享文件就叫做“管道”。在管道的具体实现中，根据通信所使用的的文件是否具有名称，有“匿名管道”和“命名管道”。
匿名管道是一种具有亲缘关系的进程间的通信机制，它由创建它的进程及其子孙进程使用。匿名管道由pipe函数创建并打开。
命名管道克服了匿名管道只能在具有亲缘关系进程间通信的缺点，使不具有亲缘关系的进程间也能通过命名管道进行通信。命名管道由mkfifo函数创建。命名管道在文件系统中有对应的文件名。命名管道通过打开该文件名来打开管道，从而实现与其他进程的通信。
管道是连接两个进程的连接器（特殊文件）
匿名管道
当一个管道建立后，将获得两个文件描述符，分别用于对管道读取和写入，通常将其称为管道的读端和写端。
所用到的函数：
#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);
参数说明：
pip数组：存放两个文件描述符。
pipefd[0]：存放管道读端文件描述符。pipefd[1]：存放管道写端文件描述符。
返回值：
- 调用成功，返回
0。 - 调用失败，返回
-。
管道的读写操作
读规则
- 关闭管道的写端
close(fd[1]);
- 从管道读端
fd[0]读出size个字符放到buf中
read(fd[0], buf, size);
- 读完关闭管道的读端
close(fd[0]);
写规则
- 关闭管道的读端
close(fd[0]);
- 把
buf中的长度为size的字符送到写端fd[1]
write(fd[1], buf, size);
- 写完关闭管道的写端
close(fd[1]);
例子：在父进程向管道内写入"Hello World\n"，之后在子进程中读取内容。
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>int main()
{int fd[2];int ret = pipe(fd);char buf[100] = "Hello Wrold\n";if(ret == -1) {perror("pipe error");exit(1);}pid_t pd = fork();if(pd > 0) {// 关闭读端close(fd[0]);// 用写端，写入内容write(fd[1], buf, sizeof(buf));close(fd[1]);wait(NULL);} else if(pd == 0) {// 关闭写端close(fd[1]);// 从读端读取内容read(fd[0], buf, sizeof(buf));close(fd[0]);write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf));close(fd[0]);}
}
命名管道
命名管道与匿名管道的区别：
- 匿名管道位于内存，只能用于有亲缘关系的进程通信
- 命名管道位于文件系统中，可以实现不同进程之间的通信
- 命名管道是一种双向通信管道，可以移动读/写模式打开
所用到的函数：
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>
int mkfifo(const char* pathname, mode_t mode);
参数说明：
pathname：创建的FIFO文件名mode：规定FIFO文件的读写权限
返回值：
- 成功时，返回
0 - 失败时，返回
-1
创建一个叫np的命名管道
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
int main()
{if(mkfifo("np", 0644) < 0) {perror("Error!");exit(1);}return 0;
}
向管道写入内容：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <fcntl.h>
#include <unistd.h> int main() { pid_t fd; // 指定文件的完整路径，如果文件不存在，将会创建 if ((fd = open("np", O_WRONLY | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR)) < 0) { perror("error"); exit(-1); } printf("%d\n", fd); char buf[] = "Hello World\n"; write(fd, buf, sizeof(buf)); close(fd); printf("write success\n"); return 0;
}
读出内容：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
int main()
{pid_t fd;char buf[100];if( (fd = open("np", O_RDONLY)) < 0) {perror("Error\n");exit(-1);}while( (read(fd, buf, sizeof(buf))) > 0) {write(STDOUT_FILENO, buf, sizeof(buf));}return 0;
}
