Linux -- 进程间通信之管道

管道是 Linux 里的一种文件类型，同时也是 Linux 系统下进程间通信的一种方式

创建一个管道文件有两种方式：

1. Shell 下命令 mkfifo + filename，即创建一个有名管道
2. C 语言里调用 pipe() 函数，创建一个无名管道

有名管道 / 无名管道

区别：

1. 有名管道在程序外部使用 mkfifo 命令生成，无名管道在程序内部调用 pipe() 函数创建；
2. 顾名思义，有名管道有文件名，无名管道没有文件名；
3. 有名管道生成后直到删除都存在，无名管道在程序退出时则生命周期结束；
4. 有名管道可以在任意两个进程间传输数据，无名管道只能在父子进程间传输数据；

注意：有名/无名管道都是半双工，即只能从一端向另一端发送数据，输入端与输出端在打开管道时是固定的

管道文件的特性

1. 打开管道必须有两端（两个进程）同时打开一个管道，分别为读（r）和写（w）；读取端负责从管道中读取数据，写入端负责向管道中输入数据；
2. 当读端关闭，写端会收到信号，终止程序；当写端关闭，读端不再进入阻塞；
3. 管道文件的大小始终为 0，打开管道文件时，在内存中为其分配空间，管道关闭后数据消失；Linux 默认 PIPE_SIZE（一个管道最大存储大小）为 64k，PIPE_BUF（管道缓冲区）为 4k；当对管道进行 write 操作时，若此时有多个进程同时写入一个管道，且写入的字节大小超过 PIPE_BUF，则写操作的数据有可能相互穿插

管道文件的内存空间有两个指针 head / tail ，head 指针随读取数据向后移动，tail 指针随写入数据向后移动，当指针到文件尾时，会造成读阻塞 （读取结束）/ 写阻塞（空间已满）

注意
当我们调用 pipe() 创建无名管道后 fork() 以实现父子进程间通信，此时 pipe() 生成的两个 r/w 描述符引用都会加一，在父子进程中同时存在 r/w 两个描述符，此时应当在父子进程中分别 close 不用的描述符，使 r/w 端只存在一个引用，这样父子进程间通信时可以正常读写响应