管道(pipe)

本文详细探讨了Unix/Linux操作系统中的管道(Pipe)机制,它是一种简单的进程间通信方式,允许将一个进程的输出作为另一个进程的输入。通过管道,可以实现命令的连接,创建强大的命令链,提高shell脚本的效率。文中还讲解了管道的实现原理,包括内核缓冲区的使用以及读写进程间的同步和信号量机制。

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一、管道的概念:
    管道是一种最基本的IPC机制,作用于有血缘关系的进程之间,完成数据传递。调用pipe系统函数即可创建一个管道。

二、管道的本质:
    1、其本质是一个伪文件(实为内核缓冲区)。
    2、有两个文件描述符引用,一个表示读端,一个

表示写端。
    3、规定数据由管道的写端流入管道,由读端流出。

三、管道的原理:
    管道实为内核使用环形队列机制,借助内核缓冲区(4K)实现。

四、管道的局限:
    1、数据自己读但不能自己写。

    2、数据一旦被独奏,便不在管道中存在,不可反复读取。
    3、由于管道采用半双工通讯方式,因此数据只能在一个方向流动。

    4、只能在公共祖先的进程间使用管道。
    5、常用的通信方式有,单工通信,半双工通信,全双工通信。

五、pipe函数:
    1、创建管道:int pipe(int fd[2]);成功返回:0;失败返回-1,设置errno。函数调用成功返回r/w两个文件描述符。无需open,但需要手动的close。规定
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