▋**1. 管道的概念**

管道，又名「無名管理」，或「匿名管道」，管道是一種非?；?#xff0c;也是使用非常頻繁的IPC方式。

1.1 管道本質

• 管道的本質也是一種文件，不過是偽文件，實際上是一塊內核緩沖區，大小4K；
• 管道創建以后會產生兩個文件描述符，一個是讀端，另一個是寫端；
• 管道里的數據只能從寫端被寫入，從讀端被讀出；

1.2 管道原理

管道是內核的一塊緩沖區，更具體一些，是一個環形隊列。數據從隊列的一端寫入數據，另一端讀出，如下圖示：

1.3 管道的優點

簡單

1.4 管道的缺點

• 只能單向通信，如果需要雙向通信則需要建立兩個管道；
• 只能應用于具有血緣關系的進程，如父子進程；
• 緩沖區大小受限，通常為1頁，即4k；

▋**2. 管道的創建**

管道創建三步曲：

a. 父進程調用pipe函數創建管道；

b. 父進程調用fork函數創建子進程；

c. 父進程關閉fd[0]，子進程關閉fd[1]；

具體如下圖所示：

▋**3. 管道的讀寫行為**

a. 管道的緩沖區大小固定為4k，所以如果管道內數據已經寫滿，則無法再寫入數據，進程的write調用將阻塞，直到有足夠的空間再寫入數據；

b. 管道的讀動作比寫動作要快，數據一旦被讀走了，管道將釋放相應的空間，以便后續數據的寫入。當所有的數據都讀完之后，進程的read()調用將阻塞，直到有數據再次寫入。

▋**4. 例程**

父子間通信：

1#include 2#include 3#include 4#include 5 6int main() 7{ 8 int fd[2]; 9 pid_t pid;10 char buf[1024];11 char *data = "hello world!";1213 /* 創建管道 */14 if (pipe(fd) == -1) {15 printf("ERROR: pipe create failed!");16 return -1;17 }1819 pid = fork();20 if (pid == 0) {21 /* 子進程 */22 close(fd[1]); // 子進程讀取數據，關閉寫端23 read(fd[0], buf, sizeof(buf)); // 從管道讀數據24 printf("child process read: %s", buf);25 close(fd[0]);26 } else if (pid > 0) {27 /* 父進程 */28 close(fd[0]); //父進程寫數據，關閉讀端29 write(fd[1], data, strlen(data)); // 向管道寫數據30 printf("parent process write: %s", data);31 close(fd[1]);32 }3334 return 0;35}

兄弟間通信：

1#include 2#include 3#include 4#include 5#include 6 7int main () 8{ 9 int fd[2];10 int i = 0;11 pid_t pid;12 char buf[1024];13 char *data = "hello world!";1415 /* 創建管道 */16 if (pipe(fd) == -1) {17 printf("ERROR: pipe create failed!");18 return -1;19 }2021 for (i = 0; i < 2; i++) {22 pid = fork();23 if (pid == -1) {24 printf("ERROR: fork error!");25 return -1;26 } else if (pid == 0) {27 break;28 }29 }3031 /* 通過i來判斷創建的子進程及父進程 */32 if (i == 0) {33 /* 第一個子進程，兄進程 */34 close(fd[0]); // 兄進程向弟進程寫數據，關閉讀端35 write(fd[1], data, strlen(data));36 printf("elder brother send: %s", data);37 close(fd[1]);38 } else if (i == 1) {39 /* 第二個子進程，弟進程 */40 close(fd[1]);41 read(fd[0], buf, sizeof(buf));42 printf("younger brother receive: %s", buf);43 close(fd[0]);44 } else {45 /* 父進程 */46 close(fd[0]);47 close(fd[1]);48 for (i = 0; i < 2; i++) {49 wait(NULL);50 }51 }5253 return 0;54}

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總結

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