多个作家在管道中交错的块？

Question

我在遍历管道定义时发现了以下语句：一个 FIFO 可以有多个读取器或多个写入器。每个写入器的字节以原子方式写入，最大大小为 PIPE_BUF（Linux 上为 4KB）。来自同时写入者的块可以交错。类似的规则适用于同时读取。我无法理解“同时作者的块可以交错”。有人可以解释吗？

Answer 1

您一定在Advanced Linux Programming 中阅读过此内容。我想说，这是错误的措辞，并打算与下一段进行比较，下一段是关于 Windows 命名管道的：

... Win32 允许命名管道上的多个读写器连接 无需交错数据...

但是根据Windows Dev Center：

命名管道是用于通信的命名单向或双工管道 在管道服务器和一个或多个管道客户端之间。所有实例 命名管道共享相同的管道名称，但每个实例都有自己的 缓冲区和句柄，并为客户端/服务器提供单独的管道 沟通。实例的使用使多个管道客户端能够 同时使用相同的命名管道。

因此，实际上涉及多个管道连接（实例），在我看来，将它们与单个 Unix 管道进行比较没有多大意义。

尽管如此，The Open Group Base Specifications 说：

对管道或 FIFO 的写请求的处理方式与 常规文件，但以下例外： ... {PIPE_BUF} 字节或更少的写请求不得交错 来自其他进程的数据在同一管道上进行写入。写 大于 {PIPE_BUF} 字节的数据可能会交错，on 任意边界，由其他进程写入，无论是否 设置了文件状态标志的 O_NONBLOCK 标志。

因此，只要要写入的字节数不大于 PIPE_BUF，对 Linux (POSIX) 管道的单个 write 请求的数据块就不会被另一个写入器请求的数据交错（中断）。

Answer 2

如果进程 A 在尝试写入 PIPE_BUF（或更少）字节的同时尝试写入 PIPE_BUF（或更少）字节，则可以保证写入是原子的，并且每个块都将保持完整（尽管它们的写入顺序是未指定的。）但是如果进程 A 写入的字节数超过 PIPE_BUF 字节，则来自进程 B 的数据可能会出现在与来自进程 A 的数据交错的管道中，并且操作系统不提供任何保证来防止数据从被交错。如果您想确保来自进程 A 的所有数据保持连续，则这些进程必须与其他一些机制同步。

Answer 3

假设您有两个写入器 A 和 B，它们尝试同时写入一个数据块，最终进入管道的数据可能类似于 ABAAAABBAABB。