管道是Linux中很重要的一種通信方式,是把一個程序的輸出直接連接到另一個程序的輸入,常說的管道多是指無名管道,無名管道只能用於具有親緣關系的進程之間，這是它與有名管道的最大區別。
有名管道叫named pipe或者FIFO(先進先出)，可以用函數mkfifo()創建。
FIFO
FIFO就是命名管道，或有名管道。對於pipe我們不難看出它只能用於一個進程家族之間通信，父子之間，兄弟之間等等。如果想要讓管道在更寬泛的環境中，那是不行的，原因是它沒有“名字”或者說是匿名的，另外的進程看不到它，這樣就有了命名管道。它同樣是基於VFS，對應的文件類型就是FIFO文件，可以通過mknod命令在磁盤上創建一個FIFO文件（注意：這就是它與pipe的本質區別，pipe完全就是存在與內存中，在磁盤上毫無痕跡），當進程想通過該FIFO來通信時就可以標准的API open打開該文件，然後開始讀寫操作。對於FIFO的讀寫實現，它與pipe是相同的。區別在於，FIFO有open這一操作，而pipe是在調用pipe這個系統調用時直接創建了一對文件描述符用於通信。並且，FIFO的open操作還有些細致的地方要考慮，例如如果寫者先打開，尚無讀者，那麼肯定是不能通信了，所以就需要先去睡眠等待讀者打開該FIFO，反之對讀者亦然。
管道是Linux中很重要的一種通信方式,是把一個程序的輸出直接連接到另一個程序的輸入,常說的管道多是指無名管道,無名管道只能用於具有親緣關系的進程之間，這是它與有名管道的最大區別。
有名管道叫named pipe或者FIFO(先進先出)，可以用函數mkfifo()創建。
Linux管道的實現機制
在Linux中，管道是一種使用非常頻繁的通信機制。從本質上說，管道也是一種文件，但它又和一般的文件有所不同，管道可以克服使用文件進行通信的兩個問題，具體表現為：
· 限制管道的大小。實際上，管道是一個固定大小的緩沖區。在Linux中，該緩沖區的大小為1頁，即4K字節，使得它的大小不象文件那樣不加檢驗地增長。使用單個固定緩沖區也會帶來問題，比如在寫管道時可能變滿，當這種情況發生時，隨後對管道的write()調用將默認地被阻塞，等待某些數據被讀取，以便騰出足夠的空間供write()調用寫。
· 讀取進程也可能工作得比寫進程快。當所有當前進程數據已被讀取時，管道變空。當這種情況發生時，一個隨後的read()調用將默認地被阻塞，等待某些數據被寫入，這解決了read()調用返回文件結束的問題。
注意：從管道讀數據是一次性操作，數據一旦被讀，它就從管道中被拋棄，釋放空間以便寫更多的數據。
1. 管道的結構
在 Linux 中，管道的實現並沒有使用專門的數據結構，而是借助了文件系統的file結構和VFS的索引節點inode。通過將兩個 file 結構指向同一個臨時的 VFS 索引節點，而這個 VFS 索引節點又指向一個物理頁面而實現的。
2.管道的讀寫
管道實現的源代碼在fs/pipe.c中，在pipe.c中有很多函數，其中有兩個函數比較重要，即管道讀函數pipe_read()和管道寫函數 pipe_wrtie()。管道寫函數通過將字節復制到 VFS 索引節點指向的物理內存而寫入數據，而管道讀函數則通過復制物理內存中的字節而讀出數據。當然，內核必須利用一定的機制同步對管道的訪問，為此，內核使用了鎖、等待隊列和信號。
當寫進程向管道中寫入時，它利用標准的庫函數write()，系統根據庫函數傳遞的文件描述符，可找到該文件的 file 結構。file 結構中指定了用來進行寫操作的函數（即寫入函數）地址，於是，內核調用該函數完成寫操作。寫入函數在向內存中寫入數據之前，必須首先檢查 VFS 索引節點中的信息，同時滿足如下條件時，才能進行實際的內存復制工作：
·內存中有足夠的空間可容納所有要寫入的數據；
·內存沒有被讀程序鎖定。
如果同時滿足上述條件，寫入函數首先鎖定內存，然後從寫進程的地址空間中復制數據到內存。否則，寫入進程就休眠在 VFS 索引節點的等待隊列中，接下來，內核將調用調度程序，而調度程序會選擇其他進程運行。寫入進程實際處於可中斷的等待狀態，當內存中有足夠的空間可以容納寫入數據，或內存被解鎖時，讀取進程會喚醒寫入進程，這時，寫入進程將接收到信號。當數據寫入內存之後，內存被解鎖，而所有休眠在索引節點的讀取進程會被喚醒。
管道的讀取過程和寫入過程類似。但是，進程可以在沒有數據或內存被鎖定時立即返回錯誤信息，而不是阻塞該進程，這依賴於文件或管道的打開模式。反之，進程可以休眠在索引節點的等待隊列中等待寫入進程寫入數據。當所有的進程完成了管道操作之後，管道的索引節點被丟棄，而共享數據頁也被釋放。
因為管道的實現涉及很多文件的操作,因此,當讀者學完有關文件系統的內容後來讀pipe.c中的代碼，你會覺得並不難理解。
Linux 管道的創建和使用都要簡單一些，唯一的原因是它需要更少的參數。實現與 Windows 相同的管道創建目標，Linux 和 UNIX 使用下面的代碼片段：
創建 Linux 命名管道
int fd1[2];
if(pipe(fd1))
{ printf("pipe() FAILED: errno=%d",errno);
return 1;
}
