Linux 无名管道 & 有名管道（FIFO）超详细讲解

kin26681

234人浏览 · 2026-05-07 15:01:46

kin26681 · 2026-05-07 15:01:46 发布

一、前言

管道是 Linux 最经典的进程间通信 IPC 方式，分为两种：

无名管道（匿名管道 pipe）
有名管道（命名管道 FIFO）

很多初学者分不清：什么时候用无名管道？什么时候用有名管道？区别在哪、怎么用、适用场景是什么？这篇一次性讲透，带原理 + 特点 + 代码实战。

二、无名管道（匿名管道）

1. 什么是无名管道

无名管道是 Linux 内核开辟的一块内存缓冲区，没有实体文件、没有文件名，只存在于内存中。

2. 核心特性

只能用于具有亲缘关系的进程通信（父子进程、兄弟进程）；
半双工通信：单向数据流动，一端读、一端写；
没有磁盘文件，随进程消亡自动释放；
只能血缘进程共享文件描述符实现通信；
占用两个文件描述符：fd[0] 读端、fd[1] 写端。

3. 工作原理

父进程调用 pipe(fd) 创建管道，内核分配缓冲区；
fork() 创建子进程，子进程复制父进程的文件描述符表；
父子进程约定：一个关闭读端只写，一个关闭写端只读；
数据在内核缓冲区流转，不落地磁盘。

4. 无名管道使用限制

不能无亲缘关系进程通信；
只能单向通信，要双向得建两个管道；
没有文件实体，只能通过继承 fd 通信。

5. 无名管道 C 语言实战代码

运行

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/wait.h>

int main()
{
    int fd[2];
    pid_t pid;
    char buf[1024] = {0};
    const char *msg = "Hello 无名管道";

    // 1. 创建无名管道
    if(pipe(fd) == -1)
    {
        perror("pipe error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 2. 创建子进程
    pid = fork();
    if(pid < 0)
    {
        perror("fork error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    if(pid > 0)  // 父进程：写数据
    {
        close(fd[0]);  // 关闭读端
        write(fd[1], msg, strlen(msg));
        close(fd[1]);
        wait(NULL);    // 等待子进程结束
    }
    else  // 子进程：读数据
    {
        close(fd[1]);  // 关闭写端
        read(fd[0], buf, sizeof(buf));
        printf("子进程收到：%s\n", buf);
        close(fd[0]);
    }

    return 0;
}

编译运行：

bash

运行

gcc pipe.c -o pipe
./pipe

三、有名管道（FIFO 命名管道）

1. 什么是有名管道

有名管道也叫 FIFO，是存在于磁盘上的特殊文件，类型标识为 p。

有文件名、有路径，任何进程都可以通过路径打开通信。

2. 核心特性

支持无亲缘关系进程间通信；
依然是半双工单向通信；
以文件形式存在磁盘，持久保存，不删就一直在；
遵循 先进先出 规则；
可以跨程序、跨终端、跨无关进程通信。

3. 创建方式

命令行手动创建：

bash

运行

mkfifo my_fifo

查看管道：

bash

运行

ls -l
# 开头带 p 就是命名管道
prw-r--r-- 1 zhiwan zhiwan 0 5月  7 10:00 my_fifo

代码函数创建：mkfifo(路径, 权限)

4. 通信原理

通过 mkfifo 创建管道特殊文件；
一个进程以只写方式打开，一个进程以只读方式打开；
数据在内核缓冲区传输，不实际写入磁盘；
进程退出后，管道文件不会自动消失，需手动 unlink 或 rm 删除。

5. 有名管道线程 / 进程通信代码（你刚才运行成功的版本简化版）

运行

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <pthread.h>

#define FIFO_PATH "./my_named_pipe"

// 写线程
void *write_func(void *arg)
{
    // 创建有名管道
    mkfifo(FIFO_PATH, 0666);
    int fd = open(FIFO_PATH, O_WRONLY);
    
    char msg[] = "Hello 有名管道";
    write(fd, msg, sizeof(msg));
    
    close(fd);
    pthread_exit(NULL);
}

// 读线程
void *read_func(void *arg)
{
    sleep(1);
    int fd = open(FIFO_PATH, O_RDONLY);
    
    char buf[1024] = {0};
    read(fd, buf, sizeof(buf));
    printf("读取到：%s\n", buf);
    
    close(fd);
    unlink(FIFO_PATH);  // 删除管道文件
    pthread_exit(NULL);
}

int main()
{
    pthread_t t1, t2;
    pthread_create(&t1, NULL, write_func, NULL);
    pthread_create(&t2, NULL, read_func, NULL);
    
    pthread_join(t1, NULL);
    pthread_join(t2, NULL);
    return 0;
}

四、无名管道 VS 有名管道核心对比

表格

对比项	无名管道 pipe	有名管道 FIFO
存在形式	内存缓冲区，无磁盘文件	磁盘特殊文件，有路径文件名
通信进程	仅限亲缘进程（父子）	任意无亲缘进程
创建方式	`pipe()`	`mkfifo()` / 命令 mkfifo
生命周期	进程全部退出自动销毁	手动删除才消失
访问方式	继承文件描述符	文件路径打开
适用场景	父子进程简单通信	不同程序、跨终端进程通信
半双工	单向通信	单向通信