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管道是我们在学习进程间通信技术的时候需要重点掌握的一种通信方式，下面我们就通过案例分析来了解一下管道与匿名管道的区别。

管道/匿名管道(pipe)

管道是半双工的，数据只能向一个方向流动;需要双方通信时，需要建立起两个管道。

只能用于父子进程或者兄弟进程之间(具有亲缘关系的进程);

单独构成一种独立的文件系统：管道对于管道两端的进程而言，就是一个文件，但它不是普通的文件，它不属于某种文件系统，而是自立门户，单独构成一种文件系统，并且只存在与内存中。

数据的读出和写入：一个进程向管道中写的内容被管道另一端的进程读出。写入的内容每次都添加在管道缓冲区的末尾，并且每次都是从缓冲区的头部读出数据。

进程间管道通信模型

管道的实质：

管道的实质是一个内核缓冲区，进程以先进先出的方式从缓冲区存取数据，管道一端的进程顺序的将数据写入缓冲区，另一端的进程则顺序的读出数据。

该缓冲区可以看做是一个循环队列，读和写的位置都是自动增长的，不能随意改变，一个数据只能被读一次，读出来以后在缓冲区就不复存在了。

当缓冲区读空或者写满时，有一定的规则控制相应的读进程或者写进程进入等待队列，当空的缓冲区有新数据写入或者满的缓冲区有数据读出来时，就唤醒等待队列中的进程继续读写。

管道的局限：

管道的主要局限性正体现在它的特点上：

只支持单向数据流;

只能用于具有亲缘关系的进程之间;

没有名字;

管道的缓冲区是有限的(管道制存在于内存中，在管道创建时，为缓冲区分配一个页面大小);

管道所传送的是无格式字节流，这就要求管道的读出方和写入方必须事先约定好数据的格式，比如多少字节算作一个消息(或命令、或记录)等等;

匿名管道，由于没有名字，只能用于亲缘关系的进程间通信。为了克服这个缺点，提出了有名管道(FIFO)。

有名管道不同于匿名管道之处在于它提供了一个路径名与之关联，以有名管道的文件形式存在于文件系统中，这样，即使与有名管道的创建进程不存在亲缘关系的进程，只要可以访问该路径，就能够彼此通过有名管道相互通信，因此，通过有名管道不相关的进程也能交换数据。值的注意的是，有名管道严格遵循先进先出(firstinfirstout),对匿名管道及有名管道的读总是从开始处返回数据，对它们的写则把数据添加到末尾。它们不支持诸如lseek()等文件定位操作。有名管道的名字存在于文件系统中，内容存放在内存中。

匿名管道和有名管道总结：

(1)管道是特殊类型的文件，在满足先入先出的原则条件下可以进行读写，但不能进行定位读写。

(2)匿名管道是单向的，只能在有亲缘关系的进程间通信;有名管道以磁盘文件的方式存在，可以实现本机任意两个进程通信。

(3)无名管道阻塞问题：无名管道无需显示打开，创建时直接返回文件描述符，在读写时需要确定对方的存在，否则将退出。如果当前进程向无名管道的一端写数据，必须确定另一端有某一进程。如果写入无名管道的数据超过其大值，写操作将阻塞，如果管道中没有数据，读操作将阻塞，如果管道发现另一端断开，将自动退出。

(4)有名管道阻塞问题：有名管道在打开时需要确实对方的存在，否则将阻塞。即以读方式打开某管道，在此之前必须一个进程以写方式打开管道，否则阻塞。此外，可以以读写(O_RDWR)模式打开有名管道，即当前进程读，当前进程写，不会阻塞。

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