匿名”管道和命名管道

前面管道的例子不但非常有趣,而且还形象地描述了链接的概念,接下来我们就回过头来在研究一下它。当您在命令行模式下使用管道时, shell 创建管道并以如下方式对其进行操作:管道之前的命令写入管道,而管道之后的命令从管道里读取信息。所有管道,不论匿名的 (像在 shell 里使用的)还是命名的 (见下文) 都是 FIFO 的 (先进先出)。虽然我们已经提供了如何在 shell 中使用它们的例子,但是为了说明问题,我们来看另外一个例子。

$ ls -d /proc/[0-9] | head -5
/proc/1/
/proc/2/
/proc/3/
/proc/4/
/proc/5/

您可能没有注意到(因为它发生得太快以至于您很难观察到它),在这个例子中,写入是可以堵塞的。这意味着当 ls 命令写入管道的时候,堵塞会持续到管道另一端的过程从管道中读取数据。为了形象化说明这个效果,我们可以建立命名管道。它不像在 shell 中使用的那样,而是有名字的(比如它们是被链接的,而在 shell 中它们并不是).[23].命名管道由命令 mkfifo 创建:

$ mkfifo a_pipe
$ ls -il
total 0
    169 prw-rw-r--    1 zhang     zhang        0 Dec 10 14:12 a_pipe|
  #
  # You can see that the link counter is 1, and that the output shows
  # that the file is a pipe ('p').
  #
  # You can also use ln here:
  #
$ ln a_pipe the_same_pipe
$ ls -il
total 0
    169 prw-rw-r--    2 zhang     zhang        0 Dec 10 15:37 a_pipe|
    169 prw-rw-r--    2 zhang     zhang        0 Dec 10 15:37 the_same_pipe|
$ ls -d /proc/[0-9] >a_pipe
  #
  # The process is blocked, as there is no reader at the other end.
  # Type Control Z to suspend the process...
  #
zsh: 3452 suspended  ls -d /proc/[0-9] > a_pipe
  #
  # ...Then put in into the background:
  #
$ bg
[1]  + continued  ls -d /proc/[0-9] > a_pipe
  #
  # now read from the pipe...
  #
$ head -5 <the_same_pipe
  #
  # ...the writing process terminates
  #
[1]  + 3452 done       ls -d /proc/[0-9] > a_pipe
/proc/1/
/proc/2/
/proc/3/
/proc/4/
/proc/5/
#

类似地,读取也是可以堵塞的。如果以相反的顺序执行以上命令,我们将看到 head 被阻塞并等待一些过程提供读取的数据。

$ head -5 <a_pipe # #
  Program blocks, suspend it: C-z # zsh: 741 suspended head -5 <
  a_pipe # # Put it into the background...  # $ bg [1] + continued
  head -5 < a_pipe # # ...And give it some food :) # $ ls -d
  /proc/[0-9] >the_same_pipe $ /proc/1/ /proc/2/ /proc/3/ /proc/4/
  /proc/5/ [1] + 741 done head -5 < a_pipe $

您也可以在前面的例子里看到一个我们并不愿意引入的效果: ls 命令在head 命令夺取控制权之前就终止了。这样的结果就是您立即回到了提示符状态,但是 head 会在之后执行,您只能返回到提示符状态之后看到它的结果。



[23] 两种管道还有别的区别,但那些都已经超出本书所要讨论的范围。