pipe

這種融資方式非常受歡迎，相對於二次發行等傳統的融資手段，PIPE的融資成本和融資效率要相對高一些。在PIPE發行中監管機構的審查更少一些，而且也不需要昂貴的路演，這使得獲得資本的成本和時間都大大降低。PIPE比較適合一些快速成長為中型企業的上市公司，他們沒有時間和精力應付傳統股權融資的複雜程序。

2007年至2011年，中國私募股權投資市場PIPE(私人股權投資已上市公司股份)投資案例數量呈現明顯增長態勢，案例數量由53起增加到143起，累計增幅達170%。從其在整個PE投資中佔比來看，案例數量佔比由2007年的15%增至2011年的37%。

從投資規模來看，2007年至今PIPE類型投資規模基本呈現平穩增長，披露規模由2007年104億美元增至2011年127.7億美元，增幅達23%。其中2008年因全球金融危機影響，投資規模略有下降，2009年因淡馬錫聯合厚朴投資73億美元戰略投資建設銀行的巨額交易使得2009年PIPE投資規模居近6年之首。從PIPE投資在整個PE投資規模佔比來看，扣除2008、2009年的超低和超高影響，2010年至今基本維持在35%-45%的波動區間。

2012年至今PIPE投資案例數量按照行業分佈來看，製造業、化學工業、金融、醫療健康四個行業分別以16、10、6、6起案例佔比23%、16%、10%、10%居前四位；投資規模按照行業分佈來看，金融行業、製造業、建築建材行業分別以30.76億美元、6.38億美元、5.57億美元佔比49%、10%和9%位居各細分行業前三。

pipe我們用中文叫做管道。

以下講解均是基於Linux為環境：

所需頭文件#include

函數原型int pipe(int fd[2])

函數傳入值fd[2]:管道的兩個文件描述符，之後就是可以直接操作這兩個文件描述符

返回值 成功 0 失敗 -1

管道是Linux 支持的最初Unix IPC形式之一，具有以下特點：

管道是半雙工的，數據只能向一個方向流動；需要雙方通信時，需要建立起兩個管道；只能用於父子進程或者兄弟進程之間（具有親緣關係的進程）；單獨構成一種獨立的文件系統：管道對於管道兩端的進程而言，就是一個文件，但它不是普通的文件，它不屬於某種文件系統，而是自立門戶，單獨構成一種文件系統，並且只存在於內存中。數據的讀出和寫入：一個進程向管道中寫的內容被管道另一端的進程讀出。寫入的內容每次都添加在管道緩衝區的末尾，並且每次都是從緩衝區的頭部讀出數據。

#include

int pipe(int fd[2])

該函數創建的管道的兩端處於一個進程中間，在實際應用中沒有太大意義，因此，一個進程在由pipe（）創建管道后，一般再fork一個子進程，然後通過管道實現父子進程間的通信（因此也不難推出，只要兩個進程中存在親緣關係，這裡的親緣關係指的是具有共同的祖先，都可以採用管道方式來進行通信）。

管道兩端可分別用描述字fd[0]以及fd[1]來描述，需要注意的是，管道的兩端是固定了任務的。即一端只能用於讀，由描述字fd[0]表示，稱其為管道讀端；另一端則只能用於寫，由描述字fd[1]來表示，稱其為管道寫端。如果試圖從管道寫端讀取數據，或者向管道讀端寫入數據都將導致錯誤發生。一般文件的I/O函數都可以用於管道，如close、read、write等等。

如果管道的讀端不存在，則認為已經讀到了數據的末尾，讀函數返回的讀出位元組數為0；當管道的讀端存在時，如果請求的位元組數目大於PIPE_BUF，則返回管道中現有的數據位元組數，如果請求的位元組數目不大於PIPE_BUF，則返回管道中現有數據位元組數（此時，管道中數據量小於請求的數據量）；或者返回請求的位元組數（此時，管道中數據量不小於請求的數據量）。註：（PIPE_BUF在include/linux/limits.h中定義，不同的內核版本可能會有所不同。Posix.1要求PIPE_BUF至少為512位元組，red hat 7.2中為4096）。

關於管道的讀規則驗證：

#include

#include

#include

main()

{

int pipe_fd[2];

pid_t pid;

char r_buf[100];

char w_buf[4];

char* p_wbuf;

int r_num;

int cmd;

memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));

memset(w_buf,0,sizeof(w_buf));

p_wbuf=w_buf;

if(pipe(pipe_fd)<0)

{

printf("pipe create error ");

return -1;

}

if((pid=fork())==0)

{

printf(" ");

close(pipe_fd[1]);

sleep⑶；//確保子進程關閉寫端

r_num=read(pipe_fd[0],r_buf,100）；

printf("read num is %d the data read from the pipe is %d ",r_num,atoi(r_buf));

close(pipe_fd[0]);

exit();

}

else if(pid>0)

{

close(pipe_fd[0]);//read

strcpy(w_buf,"111");

if(write(pipe_fd[1],w_buf,4）！=-1）

printf("parent write over ");

close(pipe_fd[1]);//write

printf("parent close fd[1] over ");

sleep⑽；

}

}

向管道中寫入數據：

向管道中寫入數據時，linux將不保證寫入的原子性，管道緩衝區一有空閑區域，寫進程就會試圖向管道寫入數據。如果讀進程不讀走管道緩衝區中的數據，那麼寫操作將一直阻塞。

對於沒有設置阻塞標誌的寫操作：（1）當要寫入的數據量不大於PIPE_BUF時，Linux將保證寫入的原子性。如果當前FIFO空閑緩衝區能夠容納請求寫入的位元組數，寫完后成功返回；如果當前FIFO空閑緩衝區不能夠容納請求寫入的位元組數，則返回EAGAIN錯誤，提醒以後再寫。（2）當要寫入的數據量大於PIPE_BUF時，Linux將不再保證寫入的原子性。在寫滿所有FIFO空閑緩衝區后，寫操作返回。

註：只有在管道的讀端存在時，向管道中寫入數據才有意義。否則，向管道中寫入數據的進程將收到內核傳來的SIGPIPE信號，應用程序可以處理該信號，也可以忽略（默認動作則是應用程序終止）。

對管道的寫規則的驗證1：寫端對讀端存在的依賴性

#include

#include

main()

{

int pipe_fd[2];

pid_t pid;

char r_buf[4];

char* w_buf;

int writenum;

int cmd;

memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));

if(pipe(pipe_fd)<0)

{

printf("pipe create error ");

return -1;

}

if((pid=fork())==0)

{

close(pipe_fd[0]);

close(pipe_fd[1]);

sleep⑽；

exit();

}

else if(pid>0)

{

sleep⑴； //等待子進程完成關閉讀端的操作

close(pipe_fd[0]);//write

w_buf="111";

if((writenum=write(pipe_fd[1],w_buf,4））==-1）

printf("write to pipe error ");

else

printf("the bytes write to pipe is %d ",writenum);

close(pipe_fd[1]);

}

}

則輸出結果為：Broken pipe，原因就是該管道以及它的所有fork（）產物的讀端都已經被關閉。如果在父進程中保留讀端，即在寫完pipe后，再關閉父進程的讀端，也會正常寫入pipe，讀者可自己驗證一下該結論。因此，在向管道寫入數據時，至少應該存在某一個進程，其中管道讀端沒有被關閉，否則就會出現上述錯誤（管道斷裂，進程收到了SIGPIPE信號，默認動作是進程終止）

對管道的寫規則的驗證2：linux不保證寫管道的原子性驗證

#include

#include

#include

main(int argc,char**argv)

{

int pipe_fd[2];

pid_t pid;

char r_buf[4096];

char w_buf[4096*2];

int writenum;

int rnum;

memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));

if(pipe(pipe_fd)<0)

{

printf("pipe create error ");

return -1;

}

if((pid=fork())==0)

{

close(pipe_fd[1]);

while⑴

{

sleep⑴；

rnum=read(pipe_fd[0],r_buf,1000);

printf("child: readnum is %d ",rnum);

}

close(pipe_fd[0]);

exit();

}

else if(pid>0)

{

close(pipe_fd[0]);//write

memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));

if((writenum=write(pipe_fd[1],w_buf,1024）)==-1）

printf("write to pipe error ");

else

printf("the bytes write to pipe is %d ",writenum);

writenum=write(pipe_fd[1],w_buf,4096）；

close(pipe_fd[1]);

}

}

輸出結果：

the bytes write to pipe is 1000

the bytes write to pipe 4096

child: readnum is 1000 //注意，此行輸出說明了寫入的非原子性

child: readnum is pipe 1000

child: readnum is pipe 1000

child: readnum is pipe 1000

child: readnum is pipe 1000

child: readnum is pipe 120 //注意，此行輸出說明了寫入的非原子性

child: readnum is pipe 0

child: readnum is pipe 0

......

結論：

寫入數目小於4096時寫入是非原子的！

如果把父進程中的兩次寫入位元組數都改為5000，則很容易得出下面結論：

寫入管道的數據量大於4096位元組時，緩衝區的空閑空間將被寫入數據（補齊），直到寫完所有數據為止，如果沒有進程讀數據，則一直阻塞。

實例一：用於shell

管道可用於輸入輸出重定向，它將一個命令的輸出直接定向到另一個命令的輸入。比如，當在某個shell程序（Bourne shell或C shell等）鍵入who│wc -l后，相應shell程序將創建who以及wc兩個進程和這兩個進程間的管道。考慮下面的命令行：

$kill -l 運行結果見附一。

$kill -l | grep SIGRTMIN 運行結果如下：

30） SIGPWR 31） SIGSYS 32） SIGRTMIN 33） SIGRTMIN+1

34） SIGRTMIN+2 35） SIGRTMIN+3 36） SIGRTMIN+4 37） SIGRTMIN+5

38） SIGRTMIN+6 39） SIGRTMIN+7 40） SIGRTMIN+8 41） SIGRTMIN+9

42） SIGRTMIN+10 43） SIGRTMIN+11 44） SIGRTMIN+12 45） SIGRTMIN+13

46） SIGRTMIN+14 47） SIGRTMIN+15 48） SIGRTMAX-15 49） SIGRTMAX-14

實例二：用於具有親緣關係的進程間通信

下面例子給出了管道的具體應用，父進程通過管道發送一些命令給子進程，子進程解析命令，並根據命令作相應處理。

#include

#include

main()

{

int pipe_fd[2];

pid_t pid;

char r_buf[4];

char* w_buf[256];

int childexit=0;

int i;

int cmd;

memset(r_buf,0,sizeof(r_buf));

if(pipe(pipe_fd)<0)

{

printf("pipe create error ");

return -1;

}

if((pid=fork())==0)

//子進程：解析從管道中獲取的命令，並作相應的處理

{

printf(" ");

close(pipe_fd[1]);

sleep⑵；

while(!childexit)

{

read(pipe_fd[0],r_buf,4）；

cmd=atoi(r_buf);

if(cmd==0)

{

printf("child: receive command from parent over now child process exit ");

childexit=1;

}

else if(handle_cmd(cmd)!=0)

return;

sleep⑴；

}

close(pipe_fd[0]);

exit();

}

else if(pid>0)

//parent: send commands to child

{

close(pipe_fd[0]);

w_buf[0]="003";

w_buf[1]="005";

w_buf[2]="777";

w_buf[3]="000";

for(i=0;i<4;i++)

write(pipe_fd[1],w_buf[i],4）；

close(pipe_fd[1]);

}

}

//下面是子進程的命令處理函數（特定於應用）：

int handle_cmd(int cmd)

{

if((cmd<0)||(cmd>256））

//suppose child only support 256 commands

{

printf("child: invalid command ");

return -1;

}

printf("child: the cmd from parent is %d ",cmd);

return 0;

}

n.

⒈管，導管，輸送管[C]

They are laying pipes under the road.

他們正在鋪設路下面的管子。

⒉煙斗[C]

His father is a pipe-smoker.

他父親是抽煙斗的。

⒊管樂器；笛[C]

He is playing a tune on his pipe.

他在用笛子吹奏一支曲子。

⒋笛聲；鳥鳴聲；尖銳的聲音[U]

⒌管狀器官；呼吸器官[C]

⒍（液量單位）最大桶[C]，大酒桶

⒎【口】容易乾的事

vt.

⒈用管道輸送[H][(+into/to)]

Water was piped into the village two years ago.

兩年前水由管子通到了村裡。

⒉（用尖聲）說話，唱歌；尖聲鳴叫

The woman piped her disapproval.

那婦人尖聲嚷叫不贊成。

⒊用管樂器吹奏

I'll pipe your favorite song.

我來吹奏那支你喜歡聽的歌。

⒋為...鋪設管道

Our neighborhood will be piped for gas.

我們這個地區將要鋪設煤氣管。

⒌為（衣服）滾邊；為（糕餅）澆飾花邊

vi.

⒈吹奏管樂

⒉尖聲叫嚷，尖聲鳴叫

Wind was piping in the woods.

風在林中呼嘯。

同義詞

n.管

tube

reed

hose

同義詞 參見

artery

aqueduct

funnel

outlet

名復： pipes

動變： piped; piped; piping

管道的主要局限性體現在它的特點上：

只支持單向數據流；只能用於具有親緣關係的進程之間；沒有名字；管道的緩衝區是有限的（管道制存在於內存中，在管道創建時，為緩衝區分配一個頁面大小）；

管道所傳送的是無格式位元組流，這就要求管道的讀出方和寫入方必須事先約定好數據的格式，比如多少位元組算作一個消息（或命令、或記錄）等等；

在Linux中，管道是一種使用非常頻繁的通信機制。從本質上說，管道也是一種文件，但它又和一般的文件有所不同，管道可以克服使用文件進行通信的兩個問題，具體表現為：

限制管道的大小。實際上，管道是一個固定大小的緩衝區。在Linux中，該緩衝區的大小為1頁，即4K位元組，使得它的大小不象文件那樣不加檢驗地增長。使用單個固定緩衝區也會帶來問題，比如在寫管道時可能變滿，當這種情況發生時，隨後對管道的write（）調用將默認地被阻塞，等待某些數據被讀取，以便騰出足夠的空間供write（）調用寫。

讀取進程也可能工作得比寫進程快。當所有當前進程數據已被讀取時，管道變空。當這種情況發生時，一個隨後的read（）調用將默認地被阻塞，等待某些數據被寫入，這解決了read（）調用返迴文件結束的問題。

注意：從管道讀數據是一次性操作，數據一旦被讀，它就從管道中被拋棄，釋放空間以便寫更多的數據。

在 Linux 中，管道的實現並沒有使用專門的數據結構，而是藉助了文件系統的file結構和VFS的索引節點inode。通過將兩個 file 結構指向同一個臨時的 VFS索引節點，而這個 VFS 索引節點又指向一個物理頁面而實現的。如圖 7.1所示。

圖7.1 管道結構示意圖

圖7.1中有兩個file數據結構，但它們定義文件操作常式地址是不同的，其中一個是向管道中寫入數據的常式地址，而另一個是從管道中讀出數據的常式地址。這樣，用戶程序的系統調用仍然是通常的文件操作，而內核卻利用這種 抽象機制實現了管道這一特殊操作。

管道實現的源代碼在fs/pipe.c中，在pipe.c中有很多函數，其中有兩個函數比較重要，即管道讀函數pipe_read（）和管道寫函數pipe_wrtie（）。管道寫函數通過將位元組複製到 VFS索引節點指向的物理內存而寫入數據，而管道讀函數則通過複製物理內存中的位元組而讀出數據。當然，內核必須利用一定的機制同步對管道的訪問，為此，內核使用了鎖、等待隊列和信號。

當寫進程向管道中寫入時，它利用標準的庫函數write（），系統根據庫函數傳遞的文件描述符，可找到該文件的 file 結構。file 結構中指定了用來進行寫操作的函數（即寫入函數）地址，於是，內核調用該函數完成寫操作。寫入函數在向內存中寫入數據之前，必須首先檢查 VFS索引節點中的信息，同時滿足如下條件時，才能進行實際的內存複製工作：

內存中有足夠的空間可容納所有要寫入的數據；

內存沒有被讀程序鎖定。

如果同時滿足上述條件，寫入函數首先鎖定內存，然後從寫進程的地址空間中複製數據到內存。否則，寫入進程就休眠在 VFS索引節點的等待隊列中，接下來，內核將調用調度程序，而調度程序會選擇其他進程運行。寫入進程實際處於可中斷的等待狀態，當內存中有足夠的空間可以容納寫入數據，或內存被解鎖時，讀取進程會喚醒寫入進程，這時，寫入進程將接收到信號。當數據寫入內存之後，內存被解鎖，而所有休眠在索引節點的讀取進程會被喚醒。

管道的讀取過程和寫入過程類似。但是，進程可以在沒有數據或內存被鎖定時立即返回錯誤信息，而不是阻塞該進程，這依賴於文件或管道的打開模式。反之，進程可以休眠在索引節點的等待隊列中等待寫入進程寫入數據。當所有的進程完成了管道操作之後，管道的索引節點被丟棄，而共享數據頁也被釋放。

因為管道的實現涉及很多文件的操作，因此，當讀者學完有關文件系統的內容後來讀pipe.c中的代碼，你會覺得並不難理解。