Linux中的匿名管道和命名管道

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在Linux中，管道是一种机制，允许一个命令的输出作为另一个命令的输入。管道允许通过将一个命令的输出用作另一个命令的输入来实现强大的命令行操作。

管道

管道是Linux和其他类Unix操作系统中的一项功能，允许将一个命令的输出作为另一个命令的输入。它们由“|”符号表示，通常用于将多个命令链接在一起以执行复杂的任务。

例如，命令“ls -l | grep '^d'”将列出当前目录中的所有目录，因为“ls -l”命令的输出被用作“grep '^d'”命令的输入，“grep '^d'”命令过滤列表以仅显示以字母“d”开头的行。

ls -l | grep '^d'

Bash中的管道

管道是Bash的一项功能，Bash是大多数Linux和类Unix操作系统上的默认shell。它们允许您在一行代码中将多个命令链接在一起，其中一个命令的输出作为管道中下一个命令的输入。Bash中的管道运算符是“|”符号。

例如，您可以使用命令“ls -l | grep '^d'”列出当前目录中的所有目录。“ls -l”命令将以长格式列出当前目录中的所有文件，该命令的输出将作为“grep '^d'”命令的输入，“grep '^d'”命令过滤列表以仅显示以字母“d”开头的行，这对应于目录。

另一个例子是使用命令“cat file1.txt | sort | uniq > file2.txt”来排序并删除file1的内容的重复项并将结果保存到file2。cat命令用于读取file1.txt的内容，然后sort命令将对内容进行排序，uniq命令将删除重复的行，最终结果由>运算符保存到file2.txt中。

管道可用于仅使用少量命令执行复杂操作，它们是Bash的一项强大功能，可以帮助您自动化和简化命令行上的工作。

命名管道

命名管道，也称为FIFO（先进先出）文件，是一种特殊类型的文件，允许两个或多个进程通过管道发送和接收数据来相互通信。命名管道是使用“mkfifo”命令创建的，可以像普通文件一样用于读取和写入数据。但是，与普通文件不同，命名管道不驻留在存储设备上，而是充当进程间通信的缓冲区。

创建命名管道后，一个进程可以向其写入数据，而另一个进程可以从中读取数据。数据按写入顺序读取，因此得名“先进先出”。这允许进程相互通信，而无需显式消息传递或共享内存。

例如，您可以使用命名管道将长时间运行命令的输出发送到实时处理输出的另一个命令。

command1 | tee >(command2) | command3

当两个或多个进程需要相互通信但没有直接方法时，命名管道很有用。它们可用于进程间通信、数据传输，甚至用于实时将一个命令的输出重定向到另一个命令。

临时命名管道

临时命名管道是一种命名管道，它为特定目的而创建，并在不再需要时删除。它们通常用于短期进程间通信，其中涉及的进程不需要维护持久连接。与常规命名管道不同，临时命名管道不是使用“mkfifo”命令创建的，也没有与之关联的名称。而是根据需要自动创建，并在不再使用时删除。

临时命名管道的一个常见用例是在shell脚本中。临时命名管道可用于在脚本中的命令之间传递数据，而无需临时文件。写入管道的进程称为生产者，从中读取的进程称为消费者。它们可以用作shell脚本中输入/输出重定向的替代。

例如，类似“command1 | tee >(command2) | command3”的命令将创建一个临时命名管道，并将command1的输出传递给command2和command3。

临时命名管道是Linux和类Unix操作系统中的一个有用功能，因为它允许在不需要持久命名管道或临时文件的情况下进行有效的进程间通信。

何时使用命名管道或匿名管道？

命名管道和匿名管道都用于Linux和类Unix操作系统中的进程间通信 (IPC)，但它们的使用案例和特性不同。

命名管道，也称为FIFO，当您需要在较长时间内维护进程之间的持久连接时非常有用。它们以唯一的名称创建，并且多个进程可以使用它们来发送和接收数据。命名管道可用于在同一台机器上运行的进程之间的数据传输，甚至可以通过网络在不同的机器之间进行数据传输。它们可用于长期IPC，其中多个进程需要在较长时间内相互通信。

另一方面，匿名管道在需要时自动创建，并在不再使用时删除。当您需要在单个命令或脚本中的进程之间传递数据并且不需要维护持久连接时，匿名管道非常有用。匿名管道用于短期IPC，其中涉及的进程不需要维护持久连接。匿名管道也称为临时命名管道，它们通常用作shell脚本中输入/输出重定向的替代。

结论

管道和命名管道都是Linux和类Unix操作系统的功能，允许进程间通信 (IPC)。管道由“|”符号表示，允许将一个命令的输出作为另一个命令的输入，从而实现强大的命令行操作和数据操作。命名管道，也称为FIFO，当您需要在较长时间内维护进程之间的持久连接时非常有用。它们以唯一的名称创建，并且多个进程可以使用它们来发送和接收数据。另一方面，匿名管道在需要时自动创建，并在不再使用时删除。