Linux进程通信 - 无名管道与有名管道
https://www.cnblogs.com/fortunely/p/14648146.html 无名管道（PIPE）和有名管道（FIFO）都是UNIX进程间通信（InterProcess Communication，简称IPC）的手段。
1、无名管道PIPE
1-1、简介
pipe函数可用于创建一个管道，以实现进程间的通信。
NAME
pipe, pipe2 - create pipe
SYNOPSIS
#include <unistd.h>
int pipe(int pipefd[2]);
#define _GNU_SOURCE /* See feature_test_macros(7) */
#include <fcntl.h> /* Obtain O_* constant definitions */
#include <unistd.h>
int pipe2(int pipefd[2], int flags);
通过pipe函数创建的这两个文件描述符 fd[0] 和 fd[1] 分别构成管道的两端，往 fd[1] 写入的数据可以从 fd[0] 读出。并且 fd[1] 一端只能进行写操作，fd[0] 一端只能进行读操作，不能反过来使用。要实现双向数据传输，可以使用两个管道。 管道两端可分别用描述字fd[0]以及fd[1]来描述，需要注意的是，管道的两端是固定了任务的。即一端只能用于读，由描述字fd[0]表示，称其为管道读端；另一端则只能用于写，由描述字fd[1]来表示，称其为管道写端。
1-2、管道特点
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，并且只存在于内存中。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。
管道通常指无名管道，是IPC最古老的形式。管道有何特点？
- 半双工通信，具有固定的读端、写端（单向传输数据）；
- 管道只能在具有公共祖先的2个进程间使用，通常是父子进程；
同一个进程使用管道没有意义，因为管道专门用于进程间通信。进程内的通信使用全局变量即可。要实现父子进程的通信，创建管道后，需要关闭一个读端，一个写端。比如一个从父进程到子进程的管道，父进程关闭fd[0]，子进程关闭fd[1]。
1-3、管道的创建
int pipe(int fd[2]) 该函数创建的管道的两端处于一个中间进程，在实际应用中并没有太大意义，一般在pipe()创建管道后，再fork()一个子进程，然后通过管道实现父子进程之间的通信。
管道由pipe函数创建，见pipe(2) — Linux manual page
#include <unistd.h>
/* fd返回2个文件描述符：fd[0]为读而打开；fd[1]为写而打开。fd[1]的输出是fd[0]的输入 */
int pipe(int fd[2]);
/* 提供位元选项可设置。flags=0时，pipe2同pipe。
* 常用选项：O_NONBLOCK，linux特有的。
*/
int pipe2(int fd[2], int flags);
通过fd[0]调用read()读取数据的一端，叫读端；通过fd[1]调用write()写数据的一端进程，叫写端。
通常的创建模型：
int pipefd[2];
ret = pipe(pipefd);
fork();
1-4、管道的状态
管道用于进程间通信，也可以用于同一个进程多线程通信。 1）多进程：要实现父子进程的通信，创建管道后，需要关闭一个读端，一个写端。比如一个从父进程到子进程的管道，父进程关闭fd[0]，子进程关闭fd[1]。 2）多线程：同一进程内的通信，使用全局变量即可。原理同多进程场景，需要设置一个读端、一个写端。
单进程半双工管道（无意义状态）
fork子进程后的半双工管道（创建后的初始状态）
父进程到子进程的管道（理想状态）
思考：为啥需要关闭通道呢？？？答案见管道的使用规则。
1-5、管道的使用规则
当管道的一端被关闭后，下面的规则起作用：
- 读端和写端都可以对应多个进程，但通常一个管道只有一个读进程和一个写进程；
- 当读一个写端已关闭的管道时，在所有数据都被读取后，read返回0，表示文件结束（只要还有一个写端还有进程，就不会产生文件的结束）；
- 如果写一个读端已关闭的管道，会产生信号SIGPIPE。如果忽略该信号，或者捕捉该信号从并从其处理程序返回，则write返回-1，errnor=EPIPE。
1-6、查看打开的管道文件
管道是文件的一种，/proc/PID/fd（这里PID是打开管道的进程id）下可以查看进程打开的管道文件：
1-7、管道的内存区域大小
管道内部传输的是字节流，同TCP字节流的概念。应用层程序能往TCP写入多少byte数据，取决于接收方通告的接收窗口大小和本端的拥塞窗口大小（取2者小值）。 而管道，有一个容量限制，write写管道时，最多能写的字节数 <= PIPE_BUF （内核的管道缓冲区大小）。多个进程同时写一个管道，可能造成写的字节数超过PIPE_BUF，所写数据可能会与其他进程所写数据相互交叉。 调用fcntl，pathconf或fpathconf函数，可确定PIPE_BUF的值。
代码见：