管道（Pipe）是一种在 Unix/Linux 等操作系统中** 用于进程间通信的机制 **。它可以用于在两个相关的进程之间传递数据，实现简单的数据流通信。管道分为匿名管道和命名管道（FIFO）两种。
管道的本质其实就是 内核中的一块内存(或者叫内核缓冲区) ，这块缓冲区中的数据存储在一个环形队列中，因为管道在内核里边，因此我们不能直接对其进行任何操作。
管道特点:
管道对应的内核缓冲区大小是固定的，默认为4k（也就是队列最大能存储4k数据）
管道分为两部分：读端和写端（队列的两端），数据从写端进入管道，从读端流出管道。
管道中的数据只能读一次，做一次读操作之后数据也就没有了（读数据相当于出队列）。
管道是单工的：数据只能单向流动, 数据从写端流向读端。
对管道的操作（读、写）默认是阻塞的
读和写都是通过Linux文件IO函数实现的:
// 读管道
ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);
// 写管道的函数
ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);
原理:
在上图中假设 父进程通过一系列操作可以通过文件描述符表中的文件描述符fd3写管道，通过fd4读管道 ，然后再**通过 fork() 创建出子进程，那么在父进程中被分配的文件描述符 fd3， fd4也就被拷贝到子进程中，子进程通过 fd3可以将数据写入到内核的管道中，通过fd4将数据从管道中读出来。**也就能够进行数据的通信
匿名管道是一种
只能在相关的进程之间使用的管道
。通常，匿名管道通过
pipe
系统调用创建，其特点包括：
#include <unistd.h>
// 创建一个匿名的管道, 得到两个可用的文件描述符
int pipe(int pipefd[2]);
参数：传出参数，需要传递一个整形数组的地址，数组大小为 2，也就是说最终会传出两个元素
返回值：成功返回 0，失败返回 -1
以下是一个简单的 C 语言示例，演示了父子进程通过匿名管道进行通信：
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
int main(){
int pipefd[2];
char buffer[20];
// 创建管道
if(pipe(pipefd) == -1){
perror("pipe");
return -1;
}
pid_t pid = fork();
if(pid == -1){
perror("fork");
return 1;
}
else if(pid == 0) { // 子进程
// 关闭写入端
close(pipefd[1]);
read(pipefd[0], buffer, sizeof(buffer));
close(pipefd[0]);
printf("Child Process: Received message - %s\n", buffer);
} else { // 父进程
close(pipefd[0]); // 关闭读取段
write(pipefd[1], "Hello, child", 13);
close(pipefd[1]);
printf("Parent Process: Sent message\n");
}
return 0;
}
命名管道是一种在无关的进程之间进行通信的管道，它通过文件系统中的特殊文件来实现。特点包括：
以下是一个简单的 shell 命令示例，演示了命名管道的使用：
# 创建命名管道
mkfifo myfifo
# 在一个终端中写入数据
echo "Hello, FIFO!" > myfifo
# 在另一个终端中读取数据
cat myfifo
# 删除命名管道
rm myfifo
总的来说，管道是一种简单而有效的进程间通信方式，特别适用于相关进程之间的通信。
关于管道不管是有名的还是匿名的，在进行读写的时候，它们表现出的行为是一致的，下面是对其读写行为的总结:
读管道，需要根据写端的状态进行分析：
写管道，需要根据读端的状态进行分析：