管道

管道中的数据只能单向流动，也就是半双工通信，如果想实现相互通信（全双工通信），我们需要创建两个管道。

向管道中写入数据时，linux将不保证写入的原子性，管道缓冲区一有空闲区域，写进程就会试 图向管道写入数据。如果读进程不读走管道缓冲区中的数据，那么写操作将一直阻塞。

注：只有在管道的读端存在时，向管道中写入数据才有意义。否则，向管道中写入数据的进程将收到 内核传来的SIFPIPE信号，应用程序可以处理该信号，也可以忽略（默认动作则是应用程序终止）。

特点

管道分为有名管道fifo和无名管道pipe

1. 管道创建后是单向的，一端是写，一端是读

2. 管道有大小，linux内核对每个管道的大小限制在4096字节

3. 无名管道一般用在父子进程间通讯

4. 有名管道一般用在进程与进程之间通讯

5. 管道是阻塞的，读取管道过程中一直处于阻塞的状态

6. 管道在被读取前，只能写入一次，多次写入是无效的

匿名管道

特点：

1、创建之后在文件系统不可见

2、半双工通信

3、固定的读端（0），写端（1）

4、只能用于具有亲缘关系的进程间的通信

匿名管道用完了就会被自动销毁。

例如linux系统的命令：

command1 | command2

以上这行代码就组成了一个管道，它的功能是将前一个命令（command1）的输出，作为后一个命令（command2）的输入。

匿名管道的创建

通过pipe 函数来创建匿名管道。

创建成功则返回 0，创建失败就返回 -1。

int pipe (int fd[2]);

该函数拥有一个存储空间为 2 的文件描述符数组：

• fd[0] 指向管道的读端，fd[1] 指向管道的写端

• fd[0] 的输出数据，是 fd[1] 的输入数据。

实现步骤

1. 父进程创建两个匿名管道，管道 1（fd1[0]和 fd1[1]）和管道 2（fd2[0] 和 fd2[1]；因为管道的数据是单向流动的，所以要想实现数据双向通信，就需要两个管道，每个方向一个。

2. 父进程 fork 出子进程，于是对于这两个匿名管道，子进程也分别有两个文件描述符指向匿名管道的读写两端；

3. 父进程关闭管道 1 的读端 fd1[0] 和 管道 2 的写端 fd2[1]，子进程关闭管道 1 的写端 fd1[1] 和 管道 2 的读端 fd2[0]，这样，管道 1 只能用于父进程写、子进程读；管道 2 只能用于父进程读、子进程写。

管道是用环形队列实现的，数据从写端流入从读端流出，这就实现了父子进程之间的双向通信。

有名管道

匿名管道由于没有名字，只能用于父子进程间的通信。为了克服这个缺点，提出了有名管道，也称做 FIFO，因为数据是先进先出的传输方式。

所谓有名管道也就是提供一个路径名与之关联，这样，即使与创建有名管道的进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够通过这个有名管道进行相互通信。

Linux系统命令实现

使用 Linux 命令 mkfifo 来创建有名管道

 mkfifo myPipe

往 myPipe 这个有名管道中写入数据：(数据未被读走时将阻塞)

echo "hello" > myPipe

执行另外一个命令来读取这个有名管道里的数据：

cat myPipe

C语言实现

步骤	进程A	进程B	步骤
1.创建管道	mkfifo
2.打开管道	open	open	1.打开管道
3.读写管道	write/read	write/read	2.读写管道
4.关闭管道	close	close	3.关闭管道
5.删除管道	unlink

写入

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>#define FIFO_FILE "/tmp/fifo"int main(void){printf("创建管道...\n");if(mkfifo(FIFO_FILE,0666) == -1){perror("mkfifo");return -1;    }printf("打开管道...\n");int fd = open(FIFO_FILE,O_WRONLY);if(fd == -1){perror("open");return -1;}printf("发送数据...\n");for(;;){printf(">");char buf[1024];gets(buf);if(!strcmp(buf,"!"))break;if(write(fd,buf,(strlen(buf)+1)))  * sizeof(buf[0]) == -1){perror("write");return -1;        }                     }printf("关闭管道...\n");if(close(fd) == -1){perror("close");return -1;    }printf("删除管道...\n");if(unlink(FIFO_FILE) == -1){perror("unlink");return -1;    }printf("大功告成!\n");return 0;
}

读取

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>#define FIFO_FILE "/tmp/fifo"int main(void){printf("打开管道...\n");int fd = open (FIFO_FILE,O_RDONLY);if(fd == -1){perror("open");return -1;}printf("接收数据...\n");for(;;){char buf[1024];size_t rb = read(fd,buf,sizeof(buf));if(rb == -1){perror("read");return -1;}    if(!rb)break;printf("< %s\n",buf);}printf("关闭管道...\n");if(close(fd) == -1){perror("close");return -1;}printf("大功告成!\n");return 0;