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本文轉載自微信公眾號「CS指南」，作者大白。轉載本文請聯(lián)系CS指南公眾號。

中午

一個陽光明媚的中午，大白來到了領導的辦公室。

大白：領導，從昨天晚上開始，我牙特別疼，我感覺我得去一趟醫(yī)院...

領導：好的，你快去吧哈，最近注意身體...

當日下午

騰訊大樓，某會議室內~

大白：面試官您好，我是大白!我雖然剛工作不到一年，但是我有強悍的編程基本功以及有豐富的項目經(jīng)驗......

面試官：行，我大概了解了，接下來我問你點八股...不是，我們好好探討一些底層原理。

大白：(內心：沒問題，我就擅長這個，你沒看過我的八股文騷套路系列嗎?)好的，面試官!

面試官：先問個簡單的，你講下進程與線程的區(qū)別吧!

大白：好的，一個進程里可以包含很多線程!

面試官：沒了?

大白：沒了呀。

面試官：我對你的面試差不多了，你回去等結...

面試正式開始

大白：別別別，開個玩笑。其實兩者區(qū)別還挺大的，先從進程講起，我之前就寫過一篇講 Linux 進程創(chuàng)建 的文章...

面試官：打斷一下，你那篇文章我看過，寫的還不錯。我問點你在文章里沒提到的。你了解進程通信嗎?

大白：了解呀，主要有以下幾種進程通信方式：管道、消息隊列、共享內存、信號量、Socket。

面試官：那你平常用過管道的方式進行進程通信嗎?

大白：用過呀，經(jīng)常用。管道有匿名管道和命名管道兩種。我下面給您詳細介紹下。

先舉個例子吧，下面這條 linux 命令就運用了管道。

echo "I'm dabai" | tee a.out 

上面這條命令的具體功能是在 Linux 控制臺輸出 “ I’m dabai”，并且將輸出的信息作為輸入傳遞到 a.out 文件中。可以看出 I 的左邊是輸入，右邊是輸出。“|”代表的管道隨著命令創(chuàng)建，命令執(zhí)行完成后也會自動銷毀.

另外一種方式就是通過 mkfifo 顯示創(chuàng)建命名管道。

mkfifo dabaipipe 

上述命令就創(chuàng)建了一個名叫 “dabaipipe" 的管道。我們可以向管道中寫入信息，比如：

echo "hello ! I'm dabai" > dabaipipie 

想要讀取管道中的信息，采用下面的命令就可以啦!

cat < dabaipipe 
 
#輸出 hello ! I'm dabai 

面試官：呦!還不錯，那我問你什么時候該用匿名管道，什么時候該用命名管道。

大白：其實這要從匿名管道的缺點說起。匿名管道有兩個缺點，這既是他的缺點也是他的特點。

(1)匿名管道僅支持父進程和子進程間的通信。

(2)匿名管道不支持跨網(wǎng)絡的兩個進程之間的通信

也正是因為這兩個特點，匿名管道所需要的系統(tǒng)開銷比命名管道小很多。(匿名管道中的文件不會寫到磁盤上，而命名管道中的文件會寫到磁盤上)

所以什么時候該用匿名管道，什么時候該用命名管道就很顯而易見了。(快夸我)

面試官：等等，你說啥?你說匿名管道僅僅支持父進程和子進程間的通信?那你剛才這條命令 “echo "I'm dabai" | tee a.out”，誰是誰的子進程?

大白：(內心：這面試官果然不講武德!幸虧我早有準備，就等著你跳坑了，就這個點我能給你講到面試結束)

是這樣的，匿名管道的創(chuàng)建過程很有意思，我給您講一下，這樣就能解答您剛才的問題。

如果要創(chuàng)建匿名管道，我們需要接下來的幾步。

1.我們需要創(chuàng)建匿名管道的"管子"，其實就是內核中的一段緩存。

2.為了通信，我們需要創(chuàng)建一個進程，然后在進程中會創(chuàng)建兩個文件描述符指向管道的兩端(一個指向輸入端，一個指向輸出端)。

這個時候，我們的匿名管道就變成下面這個樣子了。進程想要向管道中輸入數(shù)據(jù)那么就通過輸入端描述符進行寫入操作，想要從管道中取數(shù)據(jù)就通過輸出端描述符進行讀取操作。

從上面的圖我們也可以看出，根本沒有實現(xiàn)進程間通信。那么怎樣實現(xiàn)父進程和子進程通信呢?我那篇講進程的文章中講過父進程創(chuàng)建子進程是怎么創(chuàng)建的，大家還記得嗎?就是要用 fork。父進程通過 fork 創(chuàng)建子進程，子進程會把父進程的代碼復制一份，這樣父進程的輸入端描述符子進程也復制到了。這個時候父進程和子進程都會同時指向管道。

我們再將子進程的輸入關閉，父進程的輸出關閉，就可以啦!

至于”echo "I'm dabai" | tee a.out “ 這條命令， | 兩邊并不是父子進程，那他們是怎么完成進程通信的。其實，這兩個進程都是通過 shell 進程 fork 出來的。然后兩個進程分別就連接到管道的輸入和輸出端了。再把多余的輸入和輸出關閉就可以啦。

最后匿名管道的結構圖我就不用畫了吧?(內心：這面試都一個多小時了，我還回公司蹭免費晚餐和九點下班打車呢)

面試官：要不你還是畫一下吧!

大白：那好吧...就是下面這個樣子!(內心：你就不急著去吃飯嗎?)

面試官：小伙子可以呀，我對你挺滿意的，我給你過了。本來還想詳細問問你進程通信的其它幾種方式，但是我得下班了。你等等下一面的面試官約你面試時間吧!

和面試官加了微信后。看了看時間，還行，還能回趟公司把餐補領了再回家，又是充實的一天。最近把進程通信其他幾種方式學一學給下一面面試官講。

參考資料：

極客時間《趣談 Linux 操作系統(tǒng)》 鏈接：http://gk.link/a/10zn1

《Linux系統(tǒng)編程、網(wǎng)絡編程》第7章 進程間通信(本機IPC) 鏈接:https://www.bilibili.com/video/BV1fE411v7Bb

JavaGuide 操作系統(tǒng)篇 鏈接：https://snailclimb.gitee.io/javaguide/#/docs/cs-basics/operating-system/basis