UNIX中的FIFO管道的问题

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我说的普通就是半双工无名管道
这里的FIFO就是有名管道。

大多数的unix系统中，这两种管道的数据传输都不是通过磁盘文件系统来进行的，只有极少数的posix标准的unix采用了文件系统磁盘交互信息的方式。

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为了彻底的搞清楚这个问题，我们首先看看unix的发展历史

再unix世界中，有两大阵营对unix做出了杰出的贡献，分别是AT&T和伯克利分校(BSD)，管道属于ipc的范围，因此我们看看这两大主力在ipc方面分别作了哪些努力。

AT&T属于务实型的。传统的ipc方式表现出了很多的不足，例如只能局限于存在亲缘关系的进程之间，还有其他的因素。例如考虑到IPC传递的性能问题，AT&T开发了shm。考虑到每个ipc占用一个系统文件号的弊端，开发了System V 所谓的“健值”的方式等等。再AT&T的努力下，才有了今天的SysV ipc机制。

再来看看BSB。就在AT&T忙着在现有的ipc的基础上做手脚的时候，tcp/ip那么时候开始流行起来。BSD抓住了这个机会，第一次将tcp/ip协议的实现加入了unix操作系统中，对于socket来说，除了能够实现tcp/ip而外，还有ipc的功能，类似于有名管道，只不过不这种管道根进一步的推广到了网络中。

看看早期的unix提供的集中可怜的ipc方式，不难理解这两大主力的贡献。
1、pipe

实现依赖于文件系统和内核。并且只能在具有亲缘关系的进程之间。

2、signal

信号也算是一种ipc的机制。通过模拟软中断的方式来实现。但是signal在进程之间通讯必须知道对方的pid,因此受到了很大的限制。

3、trace

和管道一样，trace只能用于父子之间和兄弟之间，并且是单向的。因此很多系统不怎么使用。

由于这样的限制，unix的设计者们试图寻找其他的ipc途径，鉴于管道的思想，人们自然而然的能够想到的是让这个管道有个可疑表示的名字。一旦有了名字，那么其他的进程便可以通过这个名字来访问和使用这个管道，这种思想直接导致了FIFO的出现。

这个FIFO是个特殊的文件，像设备文件一样，但是和文件系统天生存在关系。

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为了能够彻底的理解fifo,那么需要了解普通的管道，也就是五名管道。

如下不作特殊说明的时候，管道一词就是指五名管道。

一个管道是个无形的存在于内存中的文件。但是需要一个文件系统地inode结构，还需要两个文件号（因为是两个端）。事实上创建管道的过程类似与创建文件。再linux中，是通过get_pipe_inode来村文件系统中获得inode号。同时通过pepe_new来分配一个内存叶面当作缓存区，这个内存页面的大小的一个限制（包括软件和硬件两个部分）从应用的角度看，表现在PIPE_BUF。

用于管道的这个文件实际上只是作为缓存的内存叶面，只不过用了文件系统的机制来管理而已，再linux内河中，函数get_unusal_fd（）便是用来分配一个打开文件号，并且让这个管道叶面和文件系统挂钩。

从内核的角度看，管道既然用文件系统的机制，那么必然需要一个文件目录项，在linux中，是通过d_alloc()来分配目录项的，然后把inode的指针指向这个目录项的一个成员。

作为管道，一旦创建成功，应用除了传递数据外，能够做的只有删除操作了。再linux中，看看函数指针对应的操作pipefs_dentry_operations便知道缘由。

作为一种理解，管道绝对不等同于一个文件系统的文件，因为除了文件系统的一些特征外，还有自己独有的成分。这个成分的定义再linux中表现为pipe_fs_type。有兴趣的刻意去自己查找这个类型的定义。顺便说一句，这个特殊文件系统在系统启动的过程中编mount到系统中，这个过程可以参看内河启动的过程，函数名称好像叫做kern_mount，我记得不是很清楚了。

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FIFO关联的东西更多，有时间再写吧。