管道是Linux支援的最初Unix IPC形式之一，具有以下特點：

• 管道是半雙工的，資料只能向一個方向流動；需要雙方通訊時，需要建立起兩個管道；
• 只能用於父子程序或者兄弟程序之間（具有親緣關係的程序）；
• 單獨構成一種獨立的檔案系統：管道對於管道兩端的程序而言，就是一個檔案，但它不是普通的檔案，它不屬於某種檔案系統，而是自立門戶，單獨構成一種檔案系統，並且只存在與記憶體中。
• 資料的讀出和寫入：一個程序向管道中寫的內容被管道另一端的程序讀出。寫入的內容每次都新增在管道緩衝區的末尾，並且每次都是從緩衝區的頭部讀出資料。

1. #include <unistd.h>
   
2. int pipe(int fd[2])

該函式建立的管道的兩端處於一個程序中間，在實際應用中沒有太大意義，因此，一個程序在由pipe()建立管道後，一般再fork一個 子程序，然後通過管道實現父子程序間的通訊（因此也不難推出，只要兩個程序中存在親緣關係，這裡的親緣關係指的是具有共同的祖先，都可以採用管道方式來進 行通訊）。

管道兩端可分別用描述字fd[0]以及fd[1]來描述，需要注意的是，管道的兩端是固定了任務的。即一端只能用於讀，由描述字 fd[0]表示，稱其為管道讀端；另一端則只能用於寫，由描述字fd[1]來表示，稱其為管道寫端。如果試圖從管道寫端讀取資料，或者向管道讀端寫入資料 都將導致錯誤發生。一般檔案的I/O函式都可以用於管道，如close、read、write等等。

從管道中讀取資料：

• 如果管道的寫端不存在，則認為已經讀到了資料的末尾，讀函式返回的讀出位元組數為0；
• 當管道的寫端存在時，如果請求的位元組數目大於PIPE_BUF，則返回管道中現有的資料位元組數，如果請求的位元組數目不大於 PIPE_BUF，則返回管道中現有資料位元組數（此時，管道中資料量小於請求的資料量）；或者返回請求的位元組數（此時，管道中資料量不小於請求的資料 量）。注：（PIPE_BUF在include/linux/limits.h中定義，不同的核心版本可能會有所不同。Posix.1要求 PIPE_BUF至少為512位元組，red hat 7.2中為4096）。

關於管道的讀規則驗證：

1. /**************
   
2.  * readtest.c *
   
3.  **************/
   
4. #include <unistd.h>
   
5. #include <sys/types.h>
   
6. #include <errno.h>
   
7. main()
   
8. {
   
9.     int pipe_fd[2];
   
10.     pid_t pid;
    
11.     char r_buf[100];
    
12.     char w_buf[4];
    
13.     char* p_wbuf;
    
14.     int r_num;
    
15.     int cmd;
    
16.     memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));
    
17.     memset(w_buf,
    0,sizeof(r_buf));
    
18.     p_wbuf=w_buf;
    
19.     if(pipe(pipe_fd)<0)
    
20.     {
    
21.         printf("pipe create error\n");
    
22.         return -1;
    
23.     }
    
24.     if((pid=fork())==0)
    
25.     {
    
26.         printf("\n");
    
27.         close(pipe_fd[1]);
    
28.         sleep(3);//確保父程序關閉讀端
    
29.      r_num=read(pipe_fd[0],r_buf,100);
    
30.         printf(    "read num is %d the data read from the pipe is %d\n",r_num,atoi(r_buf));
    
31.         close(pipe_fd[0]);
    
32.         exit(1);
    
33.     }
    
34.     else if(pid>0)
    
35.     {
    
36.         close(pipe_fd[0]);//read
    
37.         strcpy(w_buf,"111");
    
38.         if(write(pipe_fd[1],w_buf,4)!=-1)
    
39.             printf("parent write over\n");
    
40.         close(pipe_fd[1]);//write
    
41.             printf("parent close fd[1] over\n");
    
42.         sleep(10);
    
43.     }    
    
44. }
    
45.  /**************************************************
    
46.  * 程式輸出結果：
    
47.  * parent write over
    
48.  * parent close fd[1] over
    
49.  * read num is 4 the data read from the pipe is 111
    
50.  * 附加結論：
    
51.  * 管道寫端關閉後，寫入的資料將一直存在，直到讀出為止.
    
52.  ****************************************************/

向管道中寫入資料：

• 向管道中寫入資料時，linux將不保證寫入的原子性，管道緩衝區一有空閒區域，寫程序就會試圖向管道寫入資料。如果讀程序不讀走管道緩衝區中的資料，那麼寫操作將一直阻塞。 
  注：只有在管道的讀端存在時，向管道中寫入資料才有意義。否則，向管道中寫入資料的程序將收到核心傳來的SIFPIPE訊號，應用程式可以處理該訊號，也可以忽略（預設動作則是應用程式終止）。

對管道的寫規則的驗證1：寫端對讀端存在的依賴性

1. #include <unistd.h>
   
2. #include <sys/types.h>
   
3. main()
   
4. {
   
5.     int pipe_fd[2];
   
6.     pid_t pid;
   
7.     char r_buf[4];
   
8.     char* w_buf;
   
9.     int writenum;
   
10.     int cmd;
    
11.     memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));
    
12.     if(pipe(pipe_fd)<0)
    
13.     {
    
14.         printf("pipe create error\n");
    
15.         return -1;
    
16.     }
    
17.     if((pid=fork())==0)
    
18.     {
    
19.         close(pipe_fd[0]);
    
20.         close(pipe_fd[1]);
    
21.         sleep(10);    
    
22.         exit(1);
    
23.     }
    
24.     else if(pid>0)
    
25.     {
    
26.         sleep(1); //等待子程序完成關閉讀端的操作
    
27.         close(pipe_fd[0]);//write
    
28.         w_buf="111";
    
29.         if((writenum=write(pipe_fd[1],w_buf,4))==-1)
    
30.             printf("write to pipe error\n");
    
31.         else    
    
32.             printf("the bytes write to pipe is %d \n", writenum);
    
33.         close(pipe_fd[1]);
    
34.     }    
    
35. }

則輸出結果為： Broken pipe,原因就是該管道以及它的所有fork()產物的讀端都已經被關閉。如果在父程序中保留讀端，即在寫完pipe後，再關閉父程序的讀端，也會正常 寫入pipe，讀者可自己驗證一下該結論。因此，在向管道寫入資料時，至少應該存在某一個程序，其中管道讀端沒有被關閉，否則就會出現上述錯誤（管道斷 裂,程序收到了SIGPIPE訊號，預設動作是程序終止）

對管道的寫規則的驗證2：linux不保證寫管道的原子性驗證

1. #include <unistd.h>
   
2. #include <sys/types.h>
   
3. #include <errno.h>
   
4. main(int argc,char**argv)
   
5. {
   
6.     int pipe_fd[2];
   
7.     pid_t pid;
   
8.     char r_buf[4096];
   
9.     char w_buf[4096*2]

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