linux Linux學習總結 管道

2021-07-26 03:51:20 字數 1321 閱讀 7374

在l i n u x系統中,管道用兩個指向同乙個臨時性v f s索引節點的檔案資料結構來實現。這

個臨時性的v f s索引節點指向記憶體中的乙個物理頁面。乙個例程用於寫管道,另乙個用於從管道中讀資料。從一

般讀寫普通檔案的系統呼叫的角度來看,這種實現方法隱藏了下層的差異。當寫程序執行寫

管道操作時,資料被複製到共享的資料頁面中;而讀程序讀管道時,資料又從共享資料頁中復

制出來。l i n u x必須同步對管道的訪問,使讀程序和寫程序步調一致。為了實現同步, l i n u x

使用鎖、等待佇列和訊號量這三種方式。

寫程序使用標準的寫庫函式來寫管道。使用檔案操作庫函式要求傳遞檔案描述符來索引

程序的檔案資料結構集合。每個檔案資料結構代表乙個開啟的檔案或是乙個開啟的管道。

l i n u x寫系統呼叫使用代表該管道的檔案資料結構指向的寫例程,而寫例程又使用代表該管道

的v f s索引節點中儲存的資訊來管理寫請求。

如果有足夠大的空間把所有的資料寫入管道中,並且該管道沒有被讀程序鎖定,那麼

l i n u x為寫程序鎖定管道,把待寫的資料從程序空間複製到共享資料頁中。如果管道被讀程序

鎖定或者沒有足夠大的空間存放資料,那麼當前的程序被強制進入睡眠狀態,放在管道對應

的索引節點的等待佇列中,然後系統呼叫程序排程器來選擇合適程序進入執行狀態。睡眠的

程序是可中斷的,它可以接收訊號;也可以在管道中有足夠大空間來容納寫資料或在管道被解

鎖時,被讀程序喚醒。寫資料完成後,管道的v f s索引節點被解鎖。系統會喚醒所有睡眠在

讀索引節點等待佇列中的讀程序。

l i n u x也支援命名管道(named pipes) 。因為這種管道遵循先進先出的規則,所以它也被

稱為f i f o (先進先出)管道。普通的管道是臨時性的物件,而f i f o管道是通過m k f i f o命令建立

的檔案系統中的實體。只要有適當的許可權,程序就可以自由地使用f i f o管道。但f i f o管道

的開啟方式與普通管道有所不同:普通管道(包括兩個檔案資料結構:對應的v f s索引節點以

及共享資料頁)在程序每次執行時都會建立一次,而f i f o是一直存在的,需要使用者開啟和關

閉。l i n u x必須處理讀程序先於寫程序開啟管道、讀程序在寫程序寫入資料之前讀入這兩種

情況。除此之外, f i f o管道的使用方式與普通管道完全相同,都使作相同的資料結構和操作。

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