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有名管道（Named Pipe，也称为 FIFO） 也是在内核中实现的。与无名管道（Anonymous Pipe）类似，有名管道是一种用于进程间通信（IPC）的机制，但有名管道具有以下特点：

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1. 有名管道在内核中的实现

• 有名管道在内核中作为一个特殊的文件类型存在。

• 它通过文件系统的一个路径名（如 /tmp/my_fifo）来标识，因此可以被不相关的进程访问。

• 内核负责管理有名管道的创建、打开、读写和关闭等操作。

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2. 有名管道的特点

• 有名称：有名管道在文件系统中有一个路径名，因此可以被多个不相关的进程访问。

• 持久性：有名管道在文件系统中存在，直到被显式删除（例如使用 unlink() 系统调用）。

• 双向通信：有名管道通常是半双工的（数据只能单向流动），但在某些系统（如 Linux）中可以通过打开两次实现双向通信。

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3. 有名管道的使用

有名管道的使用通常包括以下步骤：

（1）创建有名管道

使用 mkfifo 命令或 mkfifo() 系统调用创建有名管道：

mkfifo /tmp/my_fifo

或者在 C 程序中：

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);

（2）打开有名管道

使用 open() 系统调用打开有名管道：

int fd = open("/tmp/my_fifo", O_RDONLY);  // 以只读方式打开
int fd = open("/tmp/my_fifo", O_WRONLY);  // 以只写方式打开

（3）读写有名管道

使用 read() 和 write() 系统调用进行通信：

char buf[128];
read(fd, buf, sizeof(buf));  // 从管道读取数据
write(fd, "Hello", 6);       // 向管道写入数据

（4）关闭和删除有名管道

使用 close() 关闭文件描述符，使用 unlink() 删除有名管道：

close(fd);
unlink("/tmp/my_fifo");

4. 有名管道与无名管道的区别

特性	有名管道（FIFO）	无名管道（Anonymous Pipe）
名称	有文件名（在文件系统中可见）	无文件名
进程关系	可用于任意进程间通信	通常用于父子进程或兄弟进程间通信
持久性	持久存在，直到显式删除	随进程结束而销毁
创建方式	使用 mkfifo() 或 mkfifo 命令	使用 pipe() 系统调用
通信方向	通常是半双工	半双工

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5. 有名管道在内核中的实现细节

• 有名管道在内核中通过 虚拟文件系统（如 pipefs） 实现。

• 内核会为每个有名管道维护一个缓冲区，用于存储进程间传递的数据。

• 当进程尝试从空管道读取数据时，内核会阻塞该进程，直到有数据写入。

• 当进程尝试向已满管道写入数据时，内核会阻塞该进程，直到有空间可用。

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6. 总结

有名管道是内核实现的一种进程间通信机制，通过文件系统路径名标识，允许不相关的进程进行通信。它的实现依赖于内核的虚拟文件系统和缓冲区管理机制。