管道:匿名管道和有名管道的区别和联系

107 阅读2分钟

1️⃣ 定义

匿名管道(anonymous pipe)

  • 描述:一种无文件名的、临时存在于内存的单向数据通道。

  • 特点

    • 生命周期仅存在于创建它的进程及其子进程之间。
    • 多用于有亲缘关系的进程通信(父子进程)。
    • Shell 中的 | 就是典型匿名管道。
  • 创建方式

    • C语言中 pipe(fd) 系统调用
    • Shell:cmd1 | cmd2

有名管道(named pipe / FIFO)

  • 描述:一种在文件系统有名字的管道文件,本质是 FIFO 先进先出通信机制。

  • 特点

    • 可供无亲缘关系的进程通信(只要有路径名)。
    • 名称存在于磁盘,但读写数据走内核缓冲,不落入磁盘。
    • 单向通信(双向需两个 FIFO)。
  • 创建方式

    • Shell:mkfifo filename
    • C语言:mkfifo() 系统调用

普通文件(regular file)

  • 描述:常规的存储文件,用于持久化数据。

  • 特点

    • 数据保存在磁盘(或 SSD 等介质)。
    • 可随机访问,支持 lseek
    • 生命周期可长久存在,直至删除。

2️⃣ 核心功能特性对比

特性匿名管道有名管道(FIFO)普通文件
是否有文件名有(路径名)
进程关系要求必须有亲缘关系(父/子)无亲缘关系也可通信无要求
数据流向单向(半双工)单向(半双工)双向可读可写
存储位置内核内存缓冲区内核内存缓冲区磁盘/存储设备
数据是否持久化否,读走就消失否,读走就消失是,存到介质
生命周期进程结束即消失删除 FIFO 文件前一直存在删除文件前一直存在
阻塞特性默认阻塞(需读写两端配合)默认阻塞(需读写两端配合)读写互不依赖(除非文件锁)
访问方式顺序读写(不能 lseek顺序读写(不能 lseek顺序/随机访问均可
使用场景临时父子进程数据传输长期运行程序间通信存储与读取数据
创建方式(Shell)mkfifo fifo_name
文件类型标识(ls -l)不在文件系统显示p(pipe)-(regular file)

3️⃣ 图解类比

类比:

  • 匿名管道
    临时搭一条塑料软管,直接连两个机器,中间没有名字,任务结束软管拆掉。
  • 有名管道
    在墙上安装一个固定的水管接口(有标签/名字),任何人把软管接上都能用。
  • 普通文件
    把水装在水桶(硬盘)里,等什么时候要用再去取。