管道技术是Linux的一种基本的进程间通信技术。
在本文中，我们将为读者介绍管道技术的模型，匿名管道和命名管道技术的定义和区别，以及这两种管道的创建方法。
同时，阐述如何在应用程序和命令行中通过管道进行通信的详细方法。
1、管道技术模型管道技术是Linux操作系统中由来已久的一种进程间通信机制。
所有的管道技术，无论是半双工的匿名管道，还是命名管道，它们都是利用FIFO排队模型来指挥进程间的通信。
对于管道，我们可以形象地把它们当作是连接两个实体的一个单向连接器。
例如，请看下面的命令：ls -1 | wc -l该命令首先创建两个进程，一个对应于ls –1，另一个对应于wc –l。
然后，把第一个进程的标准输出设为第二个进程的标准输入（如图1所示）。
它的作用是计算当前目录下的文件数量。
图1：管道示意图如上图所示，前面的例子实际上就是在两个命令之间建立了一根管道（有时我们也将之称为命令的流水线操作）。
第一个命令ls执行后产生的输出作为了第二个命令wc的输入。
这是一个半双工通信，因为通信是单向的。
两个命令之间的连接的具体工作是由内核来完成的。
下面我们将会看到，除了命令之外，应用程序也可以使用管道进行连接。
2、信号和消息的区别我们知道，进程间的信号通信机制在传递信息时是以信号为载体的，但管道通信机制的信息载体是消息。
那么信号和消息之间的区别在哪里呢？首先，在数据内容方面，信号只是一些预定义的代码，用于表示系统发生的某一状况；消息则为一组连续语句或符号，不过量也不会太大。
在作用方面，信号担任进程间少量信息的传送，一般为内核程序用来通知用户进程一些异常情况的发生；消息则用于进程间交换彼此的数据。
在发送时机方面，信号可以在任何时候发送；消息则不可以在任何时刻发送。
在发送者方面，信号不能确定发送者是谁；消息则知道发送者是谁。
在发送对象方面，信号是发给某个进程；消息则是发给消息队列。
在处理方式上，信号可以不予理会；消息则是必须处理的。
在数据传输效率方面，信号不适合进大量的信息传输，因为它的效率不高；消息虽然不适合大量的数据传送，但它的效率比信号强，因此适于中等数量的数据传送。
3、管道和命名管道的区别我们知道，命名管道和管道都可以在进程间传送消息，但它们也是有区别的。
匿名管道技术只能用于连接具有共同祖先的进程，例如父子进程间的通信，它无法实现不同用户的进程间的信息共享。
再者，管道不能常设，当访问管道的进程终止时，管道也就撤销。
这些限制给它的使用带来不少限制，但是命名管道却克服了这些限制。
命名管道也称为FIFO，是一种永久性的机构。
FIFO文件也具有文件名、文件长度、访问许可权等属性，它也能像其它Linux 文件那样被打开、关闭和删除，所以任何进程都能找到它。
换句话说，即使是不同祖先的进程，也可以利用命名管道进行通信。
如果想要全双工通信，那最好使用Sockets API。
下面我们分别介绍这两种管道，然后详细说明用来进行管道编程的编程接口和系统级命令。
4、管道编程技术在程序中利用管道进行通信时，根据通信主体大体可以分为两种情况：一种是具有共同祖先的进程间的通信，比较简单；另一种是任意进程间通信，相对较为复杂。
下面我们先从较为简单的进程内通信开始介绍。
涉及的函数：在利用管道技术进行编程时，主要用到三个函数：pipe函数：该函数用于创建一个新的匿名管道。
mkfifo函数：该函数用于创建一个命名管道（fifo）。
dup函数：该函数用于拷贝文件描述符。
[ˈdju:plikit]当然，在管道通信过程中还用到其它函数。
需要注意的是，管道无非就是一对文件描述符，因此任何能够操作文件描述符的函数都可以使用管道。
这包括但不限于这些函数：select、read、write、 fcntl、freopen，等等。
pipe(建立管道)#includeint pipe(int filedes[2]);函数说明pipe()会建立管道,并将文件描述符由参数 filedes 数组返回。
filedes[0]为管道里的读取端，用read调用，filedes[1]则为管道的写入端。
返回值:若成功则返回零,否则返回-1，错误原因存于 errno 中。
错误代码:EMFILE 进程已用完文件描述词最大量。
ENFILE 系统已无文件描述词可用。
EFAULT 参数 filedes 数组地址不合法。
write （向打开的设备或文件中写数据)#include <unistd.h>ssize_t write(int fd, const void *buf, size_t count);参数说明：fd：要进行写操作的文件描述词。
buf：需要输出的缓冲区count：最大输出字节计数read（从打开的设备或文件中读取数据)#include <unistd.h>ssize_t read(int fd, void *buf, size_t count);参数说明：count是请求读取的字节数，读上来的数据保存在缓冲区buf中。
返回值：成功返回读取的字节数，出错返回-1并设置errno，如果在调read之前已到达文件末尾，则这次read返回0。
注意返回值类型是ssize_t，表示有符号的size_t。
read函数返回时，返回值说明了buf中前多少个字节是刚读上来的。
有些情况下，实际读到的字节数（返回值）会小于请求读的字节数count，例如：读常规文件时，在读到count个字节之前已到达文件末尾。
例如，距文件末尾还有30个字节而请求读100个字节，则read返回30，下次read将返回0。
从终端设备读，通常以行为单位，读到换行符就返回了。
mkfifo（建立具名管道）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。
前边讲的那些管道都没有名字，因此它们被称为匿名管道，或简称管道。
对文件系统来说，匿名管道是不可见的，它的作用仅限于在同进程内、或父子进程进程间进行通信。
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。
mkfifo函数的原型如下所示：#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。
下面我们以一个实例来说明如何使用mkfifo函数建一个fifo，具体代码如下所示：int ret;...ret = mkfifo( "/tmp/cmd_pipe", S_IFIFO | 0666 );if (ret == 0) {// 成功建立命名管道} else {// 创建命名管道失败}在这个例子中，利用/tmp目录中的cmd_pipe文件建立了一个命名管道（即fifo）。
之后，就可以打开这个文件进行读写操作，并以此进行通信了。
命名管道一旦打开，就可以利用典型的输入输出函数从中读取内容。
举例来说，下面的代码段向我们展示了如何通过fgets函数来从管道中读取内容：pfp = fopen( "/tmp/cmd_pipe", "r" );...ret = fgets( buffer, MAX_LINE, pfp );我们还能向管道中写入内容，下面的代码段向我们展示了利用fprintf函数向管道写入的具体方法：pfp = fopen( "/tmp/cmd_pipe", "w+");...ret = fprintf( pfp, "Here’s a test string!\n" );需要注意的是，调用open()打开命名管道的进程可能会被阻塞。
但如果同时用读写方式（O_RDWR）打开，则一定不会导致阻塞；如果以只读方式（O_RDONLY）打开，则调用open()函数的进程将会被阻塞直到有写方打开管道；同样以写方式（O_WRONLY）打开也会阻塞直到有读方式打开管道。
（谁先打开谁堵塞等）当使用open()来打开FIFO文件时，O_NONBLOCK标志会有影响1、当使用O_NONBLOCK 标志时，打开FIFO 文件来读取的操作会立刻返回，但是若还没有其他进程打开FIFO 文件来读取，则写入的操作会返回ENXIO 错误代码。
2、没有使用O_NONBLOCK 标志时，打开FIFO 来读取的操作会等到其他进程打开FIFO文件来写入才正常返回。
同样地，打开FIFO文件来写入的操作会等到其他进程打开FIFO 文件来读取后才正常返回。
返回值：若成功则返回0，否则返回-1，错误原因存于errno中。
错误代码：EACCESS 参数pathname所指定的目录路径无可执行的权限EEXIST 参数pathname所指定的文件已存在。
ENAMETOOLONG 参数pathname的路径名称太长。
ENOENT 参数pathname包含的目录不存在。
ENOSPC 文件系统的剩余空间不足。
ENOTDIR 参数pathname路径中的目录存在但却非真正的目录。
EROFS 参数pathname指定的文件存在于只读文件系统内。
1.具有共同祖先的进程间通信管道编程为了了解管道编程技术，我们先举一个例子。
在这个例中，我们将在进程中新建一个管道，然后向它写入一个消息，管道读取消息后将其发出。
代码如下所示：示例代码1：管道程序示例1: #include <unistd.h>2: #include <stdio.h>3: #include <string.h>4:5: #define MAX_LINE 806: #define PIPE_STDIN 07: #define PIPE_STDOUT 18:9: int main()10: {11: const char *string={"A sample message."};12: int ret, myPipe[2];13: char buffer[MAX_LINE+1];14:15: /* 建立管道 */16: ret = pipe( myPipe );18: if (ret == 0) {20: /* 将消息写入管道 */21: write( myPipe[PIPE_STDOUT], string,strlen(string) );23: /* 从管道读取消息 */24: ret = read(myPipe[PIPE_STDIN], buffer,MAX_LINE);26: /* 利用Null结束字符串 */27: buffer[ ret ] = 0;29: printf("%s\n", buffer);31: }32:33: return 0;34: }上面的示例代码中，我们利用pipe调用新建了一个管道，参见第16行代码。