1. 管道的概念
本质:内核缓冲区
伪文件 - 不占用磁盘空间
特点:
两部分：
读端，写端，对应两个文件描述符
数据写端流入， 读端流出
操作管道的进程被销毁之后，管道自动被释放了
管道读写两端默认是阻塞的
2. 管道的原理
内部实现方式：队列环形队列
特点：先进先出
缓冲区大小：
默认4k，通过ulimit -a查看
3. 管道的局限性
队列：数据只能读取一次，不能重复读取
半双工：
数据的传输是单向的
匿名管道：
适用于有血缘关系的进程
4. 创建匿名管道
int pipe(int fd[2]);fd- 传出参数
fd[0] - 读端
fd[1] - 写端
5. 父子进程使用管道通信
父进程读,要关闭写端子进程写,要关闭读端
6. 管道的读写行为
读操作
有数据read（fd） - 正常读，返回读出的字节数
无数据
写端全部关闭
read解除阻塞，返回0
相当于读文件读到了尾部
没有全部关闭
read阻塞
写操作
读端全部关闭管道破裂，进程被终止,因为内核给当前进程发信号SIGPIPE，默认就是结束进程
读端没全部关闭
缓冲区写满了，write 阻塞，等待读端读走
缓冲区没有满，write继续写
如何设置非阻塞？
默认读写两端都阻塞设置读端为非阻塞pipe（fd）
fcntl（变参函数）
设置方法：
获取原来的flags
int flags = fcntl(fd[0], F_GETFL);
// 设置新的flags
flag |= O_NONBLOCK;
// flags = flags | O_NONBLOCK;
fcntl(fd[0], F_SETFL, flags);
代码举例：
父子进程利用管道通信
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
/*
功能：父子间进行通信，实现ps aux | grep bash
自己通过代码进行实现的话，首先需要一个管道和两个进程
ps aux把数据写入管道，grep bash从管道读取数据
*/
int main(int argc, const char* argv[])
{
//需要管道
int fd[2];
int ret=pipe(fd);
if(ret==-1)
{
perror("pipe error");
exit(1);
}
//创建子进程
pid_t pid=fork();
if(pid==-1)
{
perror("fork error");
exit(1);
}
//ps aux | grep bash
//父进程 ps aux,写管道，关闭终端
if(pid>0)
{
close(fd[0]);
//数据默认输出到终端,现在要让数据写到管道里面去
//数据写到管道，STDOUT_FILENO指向管道的写端
dup2(fd[1],STDOUT_FILENO);
execlp("ps","ps","aux",NULL);
perror("execlp ps");
exit(1);
}
//子进程 grep bash 从管道中搜索 读管道 关闭写端
else if(pid==0)
{
close(fd[1]);
dup2(fd[0],STDIN_FILENO);
execlp("grep","grep","bash",NULL);
perror("execlp grep");
exit(1);
}
return 0;
} 
FIFO
1. 特点
有名管道在磁盘上有这样一个文件 ls -l，用p打头标识
伪文件，在磁盘大小永远为0，因为实际操作的是内核缓冲区
在内核中有一个对应的缓冲区
半双工的通信方式
2. 使用场景
没有血缘关系的进程间通信3. 创建方式
命令：mkfifo 管道名函数：mkfifo
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo( const char *pathname, mode_t mode );
mkfifo函数需要两个参数，第一个参数（pathname）是将要在文件系统中创建的一个专用文件。第二个参数（mode）用来规定FIFO的读写权限。Mkfifo函数如果调用成功的话，返回值为0；如果调用失败返回值为-1
4. fifo文件可以使用IO函数进行操作
open/closeread/write
5. 进程间通信
6.总结
mkfifo函数的作用是在文件系统中创建一个文件，该文件用于提供FIFO功能，即命名管道。对文件系统来说，匿名管道是不可见的，它的作用仅限于在父进程和子进程两个进程间进行通信。而命名管道是一个可见的文件，因此，它可以用于任何两个进程之间的通信，不管这两个进程是不是父子进程，也不管这两个进程之间有没有关系。
代码举例：
读端
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
//服务端
int main(int argc, const char* argv[])
{
if(argc<2)
{
printf("./a.out fifoname\n");
exit(1);
}
//判断文件是否存在
int ret=access(argv[1],F_OK);
if(ret==-1)
{
int r=mkfifo(argv[1],0664);
if(r==-1)
{
perror("mkfifo error");
exit(1);
}
printf("有名管道创建成功,可以开始通信了\n");
}
int fd=open(argv[1],O_RDONLY);
if(fd==-1)
{
perror("open error");
exit(1);
}
char recvbuf[1024];
while(1)
{
memset(recvbuf,0,sizeof(recvbuf));
int ret=read(fd,recvbuf,sizeof(recvbuf));
fputs(recvbuf,stdout);
}
close(fd);
}写端
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h>
//客户端
int main(int argc, const char* argv[])
{
if(argc<2)
{
printf("./a.out fifoname\n");
exit(1);
}
//判断文件是否存在
int ret=access(argv[1],F_OK);
if(ret==-1)
{
int r=mkfifo(argv[1],0664);
if(r==-1)
{
perror("mkfifo error");
exit(1);
}
printf("有名管道%s创建成功\n",argv[1]);
}
int fd=open(argv[1],O_WRONLY);
if(fd==-1)
{
perror("open error");
exit(1);
}
char sendbuf[1024]={0};
while(fgets(sendbuf,sizeof(sendbuf),stdin)!=NULL)
{
write(fd,sendbuf,strlen(sendbuf));
memset(&sendbuf,0,sizeof(sendbuf));
}
close(fd);
return 0;
}