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管道管道是Linux中很重要的一種通信方式,是把一個程序的輸出直接連接到另一個程序的輸入,常說的管道多是指無名管道,無名管道只能用于具有親緣關系的進程之間，這是它與有名管道的最大區別。有名管道叫named

pipe或者FIFO(先進先出)，可以用函數mkfifo()創建。Linux管道的實現機制從本質上說，管道也是一種文件，但它又和一般的文件有所不同，管道可以克服使用文件進行通信的兩個問題，具體表現為：·

限制管道的大小。實際上，管道是一個固定大小的緩沖區。在Linux中，該緩沖區的大小為1頁，即4K字節，使得它的大小不象文件那樣不加檢驗地增長。使用單個固定緩沖區也會帶來問題，比如在寫管道時可能變滿，當這種情況發生時，隨后對管道的write()調用將默認地被阻塞，等待某些數據被讀取，以便騰出足夠的空間供write()調用寫。·

讀取進程也可能工作得比寫進程快。當所有當前進程數據已被讀取時，管道變空。當這種情況發生時，一個隨后的read()調用將默認地被阻塞，等待某些數據被寫入，這解決了read()調用返回文件結束的問題。注意：從管道讀數據是一次性操作，數據一旦被讀，它就從管道中被拋棄，釋放空間以便寫更多的數據。1.

管道的結構在

Linux 中，管道的實現并沒有使用專門的數據結構，而是借助了文件系統的file結構和VFS的索引節點inode。通過將兩個 file

結構指向同一個臨時的 VFS 索引節點，而這個 VFS

索引節點又指向一個物理頁面而實現的。2.管道的讀寫管道實現的源代碼在fs/pipe.c中，在pipe.c中有很多函數，其中有兩個函數比較重要，即管道讀函數pipe_read()和管道寫函數pipe_wrtie()。管道寫函數通過將字節復制到

VFS

索引節點指向的物理內存而寫入數據，而管道讀函數則通過復制物理內存中的字節而讀出數據。當然，內核必須利用一定的機制同步對管道的訪問，為此，內核使用了鎖、等待隊列和信號。當寫進程向管道中寫入時，它利用標準的庫函數write()，系統根據庫函數傳遞的文件描述符，可找到該文件的

file 結構。file

結構中指定了用來進行寫操作的函數(即寫入函數)地址，于是，內核調用該函數完成寫操作。寫入函數在向內存中寫入數據之前，必須首先檢查

VFS 索引節點中的信息，同時滿足如下條件時，才能進行實際的內存復制工作：·內存中有足夠的空間可容納所有要寫入的數據；·內存沒有被讀程序鎖定。如果同時滿足上述條件，寫入函數首先鎖定內存，然后從寫進程的地址空間中復制數據到內存。否則，寫入進程就休眠在 VFS

索引節點的等待隊列中，接下來，內核將調用調度程序，而調度程序會選擇其他進程運行。寫入進程實際處于可中斷的等待狀態，當內存中有足夠的空間可以容納寫入數據，或內存被解鎖時，讀取進程會喚醒寫入進程，這時，寫入進程將接收到信號。當數據寫入內存之后，內存被解鎖，而所有休眠在索引節點的讀取進程會被喚醒。管道的讀取過程和寫入過程類似。但是，進程可以在沒有數據或內存被鎖定時立即返回錯誤信息，而不是阻塞該進程，這依賴于文件或管道的打開模式。反之，進程可以休眠在索引節點的等待隊列中等待寫入進程寫入數據。當所有的進程完成了管道操作之后，管道的索引節點被丟棄，而共享數據頁也被釋放。因為管道的實現涉及很多文件的操作,因此,當讀者學完有關文件系統的內容后來讀pipe.c中的代碼，你會覺得并不難理解。Linux

管道的創建和使用都要簡單一些，唯一的原因是它需要更少的參數。實現與 Windows 相同的管道創建目標，Linux 和 UNIX

使用下面的代碼片段：pipe函數來創建 Linux

命名管道int

fd1[2];if(pipe(fd1)){ printf("pipe() FAILED:

errno=%d",errno);return 1;}Linux

管道對阻塞之前一次寫操作的大小有限制。專門為每個管道所使用的內核級緩沖區確切為 4096 字節。 除非閱讀器清空管道，否則一次超過

4K

的寫操作將被阻塞。實際上這算不上什么限制，因為讀和寫操作是在不同的線程中實現的。Linux

還支持命名管道。對這些數字的早期評論員建議我，為公平起見，應該比較 Linux 的命名管道和 Windows

的命名管道。我寫了另一個在 Linux 上使用命名管道的程序。我發現對于 Linux

上命名的和未命名的管道，結果是沒有區別。Linux 管道比 Windows 2000

命名管道快很多，而 Windows 2000 命名管道比 Windows XP

命名管道快得多。例子:#include#includeint

main(){int n,fd[2]; //

這里的fd是文件描述符的數組，用于創建管道做準備的pid_t

pid;char

line[100];if(pipe(fd)<0) //

創建管道printf("pipe create

error\n");if((pid=fork())<0)

//利用fork()創建新進程printf("fork

error\n");else if(pid>0){

//這里是父進程，先關閉管道的讀出端，然后在管道的寫端寫入“hello

world"close(fd[0]);write(fd[1],"hello

word\n",11);}else{close(fd[1]);

//這里是子進程，先關閉管道的寫入端，然后在管道的讀出端讀出數據n=

read(fd[0],line,100);write(STDOUT_FILENO,line,n);}exit(0);}

總結

以上是生活随笔為你收集整理的linux用pipe创建的文件类型,linux文件类型之 管道的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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