Linux下管道使用的一些限制

核心提示： 一、无名管道pipe无名管道具有以下特点：1、只能用于具有血缘关系的进程之间，可用于进程或者线程间的通信；2、半双工的通信模式，Linux下管道使用的一些限制，具有固定的读端和写端；3、一种特殊的文件，存在于内存中，或者写入FIFO已满时；2、设置了O_NONBLOCK：访问要求无法满足时不阻塞，立即出错返回，可通过

 一、无名管道pipe
无名管道具有以下特点：
1、只能用于具有血缘关系的进程之间，可用于进程或者线程间的通信；
2、半双工的通信模式，具有固定的读端和写端；
3、一种特殊的文件，存在于内存中。可通过read、write对其操作。
pipe使用过程中主要需的限制也是基于以上特点：
1、两个进程通过一个无名管道只能实现单向通信（半双工），父进程写子进程读，如果有时候也需要子进程写父进程读，就必须另开一个管道。如果只开一个管道，但是父进程不关闭读端，子进程也不关闭写端，双方都有读端和写端，是不能实现双向通信的。
2、管道的读写端通过打开的文件描述符来传递，因此要通信的两个进程必须从它们的公共祖先那里继承管道文件描述符。上面的例子是父进程把文件描述符传给子进程之后父子进程之间通信，也可以父进程fork两次，把文件描述符传给两个子进程，然后两个子进程之间通信，总之需要通过fork传递文件描述符使两个进程都能访问同一管道，它们才能通信。
使用管道需要注意以下4种特殊情况（假设都是阻塞I/O操作，即没有设置O_NONBLOCK标志）：
1、如果所有指向管道写端的文件描述符都关闭了（管道写端的引用计数等于0），而仍然有进程从管道的读端读数据，那么管道中剩余的数据都被读取后，再次read会返回0，就像读到文件末尾一样。
2、如果有指向管道写端的文件描述符没关闭（管道写端的引用计数大于0），而持有管道写端的进程也没有向管道中写数据，这时有进程从管道读端读数据，那么管道中剩余的数据都被读取后，再次read会阻塞，直到管道中有数据可读了才读取数据并返回。
3、如果所有指向管道读端的文件描述符都关闭了（管道读端的引用计数等于0），这时有进程向管道的写端write，那么该进程会收到信号SIGPIPE，通常会导致进程异常终止。
4、如果有指向管道读端的文件描述符没关闭（管道读端的引用计数大于0），而持有管道读端的进程也没有从管道中读数据，这时有进程向管道写端写数据，那么在管道被写满时再次write会阻塞，直到管道中有空位置了才写入数据并返回。
二、命名管道fifo
匿名管道（无名管道pipe）应用的一个限制就是只能在具有共同祖先（具有亲缘关系）的进程间通信。如果我们想在不相关的进程之间交换数据，可以使用FIFO文件来做这项工作，它经常被称为命名管道fifo。
一旦创建了一个FIFO,就可以用open打开它，一般的文件访问函数(close,read,write)都可以用于FIFO。
当打开FIFO时，是否设置非阻塞标志(O_NONBLOCK)，将对以后的读写产生如下影响：
1、没有设置O_NONBLOCK：访问要求无法满足时进程阻塞。如读取空的FIFO时，或者写入FIFO已满时；
2、设置了O_NONBLOCK：访问要求无法满足时不阻塞，立即出错返回，error是ENXIO。