Nothing is ever a setback. If anghing, it just motivate you for what is next.--------沒有挫折這回事，他若具有任何意義，那只是激勵你再下一個挑戰中表現更好.
文章目錄
1，前景回顧
進程間的通信肯定是與進程相關，小黑在之前寫過相關的博客，有興趣的或者對這方面這知識有點生疏的同學可以移步：
https://blog.csdn.net/weixin_46027505/article/details/104812719
https://blog.csdn.net/weixin_46027505/article/details/105141592
2，管道真的就是管道
- 在介紹管道前有必要了解一下3種通信方式。
1,
單工通信：傳輸方向只有一個方向，單工通信只有一根數據線，它也只在一個方向上進行，如打印機、電視機等。比如：電視機，廣播
2,半雙工通信：可以雙向通信，但只能輪流傳輸，也只有一根數據線，不同於單工通信的是這根數據線即可作爲發送又可作爲接收，雖數據可在兩個方向上傳送，但通信雙方不能同時收發數據。比如：對講機
3,全雙工通信：可以同時雙向傳輸數據，數據的發送和接收用兩根不同的數據線，通信雙方在同一時刻都能進行發送和接收，發送和接收同時進行，沒有延遲。比如視頻聊天
2.1 管道通俗理解
- 爲什麼這種通信機制叫做管道呢？ 因爲它的功能真的就是生活中管道（水道）的作用。
我們把供水商比作一個進程空間，我們自己家是另外一個進程空間，管道就是用來送水的，水就是我們進程間通信傳輸的數據，往水管裏注水就相當於向文件寫入數據
這裏需要記住，管道是單向的、先進先出的，這個容易理解，就像供水商給你送水時，你不能向這個水管注水。
2.2 爲什麼管道是半雙工通信？
由於Linux一個命令只能完成一個功能，所以一個複雜點的任務需要好幾個進程協同完成，第一個進程處理結果需交給第二個進程，然後一次交給第三個，等等，像流水線完成某個商品的生產一樣，這個過程只需要數據單向往下傳輸，所以設計的時候做成了半雙工。
當然也可以使用管道實現雙工通信，需要兩個管道。
2.3 管道特點
管道是，它把一個進程的輸出和另一個進程的輸入連接在一起。
1， 一個進程（寫進程）在管道的尾部寫入數據，另一個進程（讀進程）從管道的頭部讀出數據。
管道是固定讀端和寫端的。寫入的內容每次都添加在管道緩衝區的末尾，並且每次都是從緩衝區的頭部讀出數據。
2， 數據被一個進程讀出後，將被從管道中刪除，其它讀進程將不能再讀到這些數據。
3， 管道提供了簡單的流控制機制，進程試圖讀空管道時，進程將阻塞。同樣，管道已經滿時，進程再試圖向管道寫入數據，進程將阻塞
4，管道對於管道兩端的進程而言，就是一個文件，但它不是普通的文件，它不屬於某種文件系統，而是自立門戶，單獨構成一種文件系統，並且只存在與內存中。
5， 向管道中寫入數據時,linux將不保證寫入的原子性，管道緩衝區一有空閒區域，寫進程就會試圖向管道寫入數據。如果讀進程不讀走管道緩衝區中的數據，那麼寫操作將一直阻塞。
6， 只有在管道的讀端存在時，向管道中寫入數據纔有意義。否則，向管道中寫入數據的進程將收到內核傳來的SIFPIPE信號，應用程序可以處理該信號，也可以忽略（默認動作則是應用程序終止）。
- 當然管道有兩種類型。
1，無名管道：這個只能用於父子進程，這個你可以理解成，你和你爸爸分家了，這個管道就是用來你們兩家送水用的。因爲這個管道你和爸爸
2，命名管道：可以用於同一系統中，任何進程間通信。
後面馬上會介紹到。
3，無名管道（有時會直接叫做管道，不要混淆）
管道是UNIX系統IPC的最古老的形式，所有的UNIX系統都提供此種通信機制。管道的實質是一個內核緩衝區，進程以先進 先出（FIFO， First In First Out）的方式從緩衝區存取數據：管道一端的進程順序地將進程數據寫入緩衝區，另一端的進程則順 序地讀取數據，該緩衝區可以看做一個循環隊列，讀和寫的位置都是自動增加的，一個數據只能被讀一次，讀出以後再緩衝區都 不復存在了。當緩衝區讀空或者寫滿時，有一定的規則控制相應的讀進程或寫進程是否進入等待隊列，當空的緩衝區有新數據寫 入或慢的緩衝區有數據讀出時，就喚醒等待隊列中的進程繼續讀寫。
3.1 侷限性
（1）半雙工，數據只能在一個方向流動，現在有些系統可以支持全雙工管道，但是爲了最佳的可移植性，應認爲系統 不支持全雙工管道；
（2）無名管道只能用於具有父子進程關係通信；
#3 3.2 無名管道的創建
管道可以看成是一種特殊的文件，對於它的讀寫也可以使用普通的read、write 等函數。但是它不是普通的文件，並不 屬於其他任何文件系統，並且只存在於內存中。
管道是通過調用pipe函數創建的。
#include <unistd.h>
int pipe(int fd[2]);
- 返回值：若成功，返回0，若出錯，返回-1.
經由參數fd返回的兩個文件描述符：
fd[0]只爲讀而打開（用來在管道里取水）
fd[1]只爲寫而打開 （用來在管道里注水）
fd[1]的輸出是fd[0]的輸入
4，用無名管道實現單進程通信
其實管道就是文件，下面的示例代碼就是自己給自己發送信息然後讀出來。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#define MSG "my name is xuxiaohei"
int main(int argc, char **argv)
{
int pipe_fd[1];
int rv;
char buf[512];
if (pipe(pipe_fd) < 0)
{
printf("Create pipe failure: %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
memset(buf, 0, sizeof(buf));
if (write(pipe_fd[1], MSG, strlen(MSG)) < 0)
{
printf(" write data to pipe failure: %s\n", strerror(errno));
return -2;
}
rv = read(pipe_fd[0], buf, sizeof(buf));
if (rv < 0)
{
printf(" read from pipe failure: %s\n", strerror(errno));
return -3;
}
printf("process read %d bytes data from pipe: \"%s\"\n", rv, buf);
return 0;
}
5，用無名管道實現父子進程通信
下面編寫一個例程，用於父進程給子進程方向發送數據。首先父進程創建管道之後fork()，這時子進程會繼承父進程所有打開的 文件描述符（包括管道），這時對於一個管道就有4個讀寫端（父子進程各有一對管道讀寫端），如果需要父進程往子進程裏寫 數據，則需要在父進程中關閉讀端，在子進程中關閉寫端；而如果需要子進程往父進程中寫數據，則可以在父進程關閉寫端，然 後子進程中關閉讀端。
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#define MSG_STR "This message is from father: Hello, my son!"
int main(int argc, char **argv)
{
int pipe_fd[1];
int rv;
int pid;
char buf[512];
int wstatus;
printf("before creat pipe\n");
if (pipe(pipe_fd) < 0)
{
printf("Create pipe failure: %s\n", strerror(errno));
return -1;
}
printf("before fork\n");
if ((pid = fork()) < 0)
{
printf("Create child process failure: %s\n", strerror(errno));
return -2;
}
else if (pid == 0)
{
printf("son start read message from father\n");
close(pipe_fd[1]);
memset(buf, 0, sizeof(buf));
rv = read(pipe_fd[0], buf, sizeof(buf));
if (rv < 0)
{
printf("Child process read from pipe failure: %s\n", strerror(errno));
return -3;
}
printf("Child process read %d bytes data from pipe: \"%s\"\n", rv, buf);
return 0;
}
close(pipe_fd[0]);
if (write(pipe_fd[1], MSG_STR, strlen(MSG_STR)) < 0)
{
printf("Parent process write data to pipe failure: %s\n", strerror(errno));
return -3;
}
printf("father finish write and wait son read \n");
wait(&wstatus);
return 0;
}
關閉管道的一端
（1）當讀一個寫端被關閉的管道時，在所有數據都被讀取後，read返回0，表示文件結束；
（2）當寫一個讀端被關閉的管道時，則產生信號SIGPIPE，如果忽略該信號或者捕捉該信號並從其處理程序返回，則 wirte返回-1.
如果想要子進程給父進程發信息
則
6，有名管道FIFO（或者叫做命名管道）
當然，有名管道同樣是半雙工的。
前面講到的未命名的管道只能在兩個具有親緣關係的進程之間通信，
通過命名管道（Named PiPe）FIFO，不相關的進程也能 交換數據。
它提供一個路徑名與之關聯，以FIFO的文件形式存在於文件系統中。這樣，即使與FIFO的創建進程不存在親緣關係的進程，只要可以訪問該路徑，就能夠彼此通過FIFO相互通信（能夠訪問該路徑的進程以及FIFO的創建進程之間），它在磁盤上有對應的節點，但 沒有數據塊——換言之，只是擁有一個名字和相應的訪問權限，通過mknode()系統調用或者mkfifo()函數來建立的。一旦建 立，任何進程都可以通過文件名將其打開和進行讀寫，而不侷限於父子進程，當然前提是進程對FIFO有適當的訪問權。當不再被 進程使用時，FIFO在內存中釋放，但磁盤節點仍然存在。
因此，通過FIFO不相關的進程也能交換數據。值得注意的是，FIFO嚴格遵循先進先出（first in first out），對管道及FIFO的讀總是從開始處返回數據，對它們的寫則把數據添加到末尾。它們不支持諸如lseek()等文件定位操作。
7，無名管道和有名管道的區別
兩者之間最大的區別就是：
有名在任意兩個進程間可以通信
無名只能在父子進程間通信
關於命名管道小黑另外寫一篇博客實現一個小應用。