我們通常把一個進程連接到另一個進程的一個數據流稱爲一個“管道”，通常是用作把一個進程的輸出通過管道連接到另一個進程的輸入。管道本質上是內核的一塊緩存。內核使用環形隊列機制，藉助內核緩衝區(4k)實現。
- 管道是Unix中最古老的進程間通信的形式；
- 我們把從一個進程連接到另一個進程的一個數據流稱爲一個“管道”；
- 管道的實質就是操作系統所提供的一塊內存；
每個管道只有一個頁面作爲緩衝區，該頁面是按照環形緩衝區的方式來使用的。這種訪問方式是典型的“生產者——消費者”模型。當“生產者”進程有大量的數據需要寫時，而且每當寫滿一個頁面就需要進行睡眠等待，等待“消費者”從管道中讀走一些數據，爲其騰出一些空間。相應的，如果管道中沒有可讀數據，“消費者” 進程就要睡眠等待，具體過程如下圖所示：
管道是由內核管理的一個緩衝區，相當於我們放入內存中的一個紙條。管道的一端連接一個進程的輸出。這個進程會向管道中放入信息。管道的另一端連接一個進程的輸入，這個進程取出被放入管道的信息。一個緩衝區不需要很大（內核緩衝區(4k)），它被設計成爲環形的數據結構，以便管道可以被循環利用。當管道中沒有信息的話，從管道中讀取的進程會等待，直到另一端的進程放入信息。當管道被放滿信息的時候，嘗試放入信息的進程會等待，直到另一端的進程取出信息。當兩個進程都終結的時候，管道也自動消失。
匿名管道
匿名管道是基於文件描述符的通信方式。實現兩個進程間的通信時必須通過fork創建子進程，實現父子進程之間的通信。
單獨創建一個無名管道，並沒有任何實際的意義。我們一般是在一個進程在由pipe()創建管道後，一般再由fork一個子進程，然後通過管道實現父子進程間的通信(因此也不難推出，只要兩個進程中存在親緣關係,這裏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信）。
- 1. 父進程調用pipe函數創建管道，得到兩個文件描述符fd[0]、fd[1]指向管道的讀端和寫端。
- 2. 父進程調用fork創建子進程，那麼子進程也有兩個文件描述符指向同一管道。
- 3. 父進程關閉管道讀端，子進程關閉管道寫端。父進程可以向管道中寫入數據，子進程將管道中的數據讀出。由於管道是利用環形隊列實現的，數據從寫端流入管道，從讀端流出，這樣就實現了進程間通信。
匿名管道讀寫規則：
- 當沒有數據可讀時：O_NONBLOCK disable：read調用阻塞，即進程暫停執行，一直等到有數據來到爲止；O_NONBLOCK enable：read調用返回-1，errno值爲EAGAIN；（基於不同版本linux內核返回值可能存在差異，Linux5.4.6返回值-EAGAIN）
- 當管道滿的時候：O_NONBLOCK disable：write 調用阻塞，直到有進程讀走數據；O_NONBLOCK enable：調用返回 -1，error 值爲EAGAIN；（基於不同版本linux內核返回值可能存在差異，Linux5.4.6返回值-EAGAIN）
- 如果所有的管道寫端對應的文件描述符被關閉，則read返回0；（基於不同版本linux內核返回值可能存在差異，Linux5.4.6返回當前已讀取的字節大小）
- 如果所有管道讀端對應的文件描述符被關閉，則write操作會產生信號SIGPIPE，進而可能導致write進程退出；（基於不同版本linux內核返回值可能存在差異，Linux5.4.6返回值-EPIPE）
- 當要寫入的數據量不大於PIPE_BUF時，linux將保證寫入的原子性；
- 當要寫入的數據量大於PIPE_BUF時，linux將不在保證寫入的原子性；
匿名管道特點：
- 只能用於具有公共祖先的進程（具有親緣關係的進程）之間進行通信；通常，一個管道由一個進程創建，然後該進程調用fork,此後父子進程之間就可應用該管道。
- 管道提供流式服務（管道所傳送的數據是無格式的，這要求管道的讀出方與寫入方必須事先約定好數據的格式，如多少字節算一個消息等）。
- 寫入管道中的數據遵循先入先出的規則。
- 一般而言，進程退出，管道釋放，所以管道的生命週期隨進程。
- 一般而言，內核會對管道操作進行同步與互斥（寫滿就不寫，讀完就不讀）。
- 管道是半雙工的（一邊進一遍出），數據只能向一個方向流動；需要雙方通信時，需要建立兩個管道。