Linux pipe and FIFO

pipe 是單向的程序間通訊通道，訊息由寫入端寫入，由讀取端讀出。pipe 透過系統呼叫 pipe() 建立，傳回兩個 fd 分別為讀取端跟寫入端。

FIFO 是有名子的 pipe (named pipe)，名子就是一個 S_FIFO 的特殊檔案，由 mkfifo() 或 mknod() 所建立。任何 process 只要權限允許，都可以開啟這個檔案讀取 (O_WRONLY) 或寫入 (O_RDONLY) 來交換訊息。FIFO 跟 pipe 只是建立跟開啟的方式不同，後續運作是相同的。雖然 FIFO 是個檔案，但資料實際上並不會寫入背後的檔案系統。

一些特性：

• open() 會等待，直到讀取端跟寫入端都有開啟了，除非以 O_NONBLOCK 來開啟。
• read() 時會等待到有資料。如果此時已經沒有任何寫入端，就不會等待，會讀到長度 0。如果開啟為 O_NONBLOCK，就不會等待資料。如果開啟為 O_ASYNC，當有心資料時，讀取端會產生 SIGIO。
• write() 的訊息如果 ≤ PIPE_BUF = 4096，會一次寫入，如果空間不夠會等候；但開啟為 O_NONBLOCK 的話，就直接回錯誤碼 EAGAIN。Linux 2.6.11 開始，容量有 65536 bytes。如果寫入時沒有任何讀取端，會導致 SIGPIPE 或 EPIPE。

參考來源：

1. man fifo
2. man 7 pipe
3. http://www.gnu.org/software/libc/manual/html_node/Pipe-Atomicity.html

延伸閱讀

• socketpair() 是雙向的
• http://www.linuxjournal.com/article/2156 (透過指令使用 named pipe)
• http://beej.us/guide/bgipc/output/html/multipage/fifos.html
• http://www.tldp.org/LDP/lpg/node15.html