Linux中的管道

管道

command1 | command2 [ | command3 ... ]
ls -l | grep ".txt" # 列出当前目录下的文件，然后过滤出包含".txt"的行
ps aux | grep "nginx" # 查看所有进程，然后过滤出包含"nginx"的进程

• 管道符|左边命令的输出会作为管道符右边命令的输入。
• 可以串联多个管道，形成管道链。

在Linux中，管道（pipe）是一种进程间通信（IPC）的机制。本质上是内核在内存中维护的固定大小的缓冲区。 管道是半双工通信，先进先出。管道有两种类型：匿名管道（anonymous pipes）和命名管道（named pipes），在 shell 脚本和命令行操作中广泛应用。

匿名管道 |

匿名管道只能用于具有亲缘关系的进程（如父子进程）之间。

匿名管道不是文件系统中的一个持久化对象（没有文件名）。它是在内存中创建的一个缓冲区，通过 pipe() 系统调用返回两个文件描述符：一个用于读取（fd0），一个用于写入（fd1）。这两个文件描述符只存在于父进程的文件描述符表中。当父进程调用 fork() 创建子进程时，子进程会继承父进程的所有文件描述符的副本。这样，父子进程就拥有了指向同一个管道的文件描述符。

# 管道与重定向结合
command1 | command2 > output.txt
command1 < input.txt | command2 > output.txt

# 错误输出重定向
command1 2>&1 | command2

命名管道

如果需要在不相关的进程间进行管道通信，应该使用 命名管道（Named Pipe 或 FIFO）。命名管道在文件系统中有一个路径名（如 /tmp/myfifo）。任何知道该路径名的进程，都可以像操作普通文件一样，通过 open()、read()、write() 来访问它，从而实现了非亲缘进程间的通信。

echo "test data" | tee >(grep "test") >(wc -l)

┌─────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                   命令执行环境                               │
└─────────────────────────────────────────────────────────────┘
                              │
                              ▼
┌─────────────────┐
│   echo进程       │ 产生数据: "test data\n"
└─────────────────┘
         │
         ▼ 通过匿名管道传递
┌─────────────────┐
│   tee进程        │ 读取标准输入，复制到多个输出
└─────────────────┘
         │
         ├──────────────────┬───────────────────┐
         ▼                  ▼                   ▼
┌─────────────┐    ┌─────────────────┐    ┌─────────────┐
│ 标准输出     │    │ 进程替换输出1   │    │ 进程替换输出2 │
│ (终端)       │    │ /dev/fd/63     │    │ /dev/fd/64  │
└─────────────┘    └─────────────────┘    └─────────────┘
         │                  │                   │
         ▼                  ▼                   ▼
 显示: "test data"  ┌─────────────┐      ┌─────────────┐
                    │ grep进程    │      │ wc进程      │
                    │ 过滤"test"  │      │ 统计行数    │
                    └─────────────┘      └─────────────┘
                            │                   │
                            ▼                   ▼
                    输出: "test data"     输出: "1"
                            │                   │
                            └─────┬─────────────┘
                                  ▼
                         ┌─────────────┐
                         │   终端      │ ← 最终显示所有输出
                         │ 可能显示:   │
                         │ test data  │
                         │ 1          │
                         │ test data  │
                         └─────────────┘