Linux管道的工作过程

常用的匿名管道（Anonymous Pipes），也即将多个命令串起来的竖线。管道的创建，需要通过下面这个系统调用。

int pipe(int fd[2])

我们创建了一个管道 pipe，返回了两个文件描述符，这表示管道的两端，一个是管道的读取端描述符 fd[0]，另一个是管道的写入端描述符 fd[1]。

所谓的匿名管道，其实就是内核里面的一串缓存。

我们首先从 shell 创建子进程 A，然后在 shell 和 A 之间建立一个管道，其中 shell 保留读取端，A 进程保留写入端，然后 shell 再创建子进程 B。这又是一次 fork，所以，shell 里面保留的读取端的 fd 也被复制到了子进程 B 里面。这个时候，相当于 shell 和 B 都保留读取端，只要 shell 主动关闭读取端，就变成了一管道，写入端在 A 进程，读取端在 B 进程。

无论是匿名管道，还是命名管道，在内核都是一个文件。只要是文件就要有一个 inode。这特殊 inode、字符设备、块设备，其实都是这种特殊的 inode。

在这种特殊的 inode 里面，file_operations 指向管道特殊的 pipefifo_fops，这个 inode 对应内存里面的缓存。

当我们用文件的 open 函数打开这个管道设备文件的时候，会调用 pipefifo_fops 里面的方法创建 struct file 结构，他的 inode 指向特殊的 inode，也对应内存里面的缓存，file_operations 也指向管道特殊的 pipefifo_fops。

写入一个 pipe 就是从 struct file 结构找到缓存写入，读取一个 pipe 就是从 struct file 结构找到缓存读出。

此文章为11月Day19学习笔记，内容来源于极客时间《趣谈Linux操作系统》，推荐该课程。