在Linux系統下，有七類文件類型： 普通文件( ) 目錄(d) 軟鏈接(字元鏈接L) 套接字文件(S) 字元設備(S) 塊設備(B) 管道文件(命名管道P) 普通文件、目錄、軟鏈接無需多解釋。 管道文件 管道分為 匿名管道和命名管道 。管道都是一端寫入、另一端讀取，它們是單方向數據傳輸的，它們的數 ...
在Linux系統下，有七類文件類型：
- 普通文件(-)
- 目錄(d)
- 軟鏈接(字元鏈接L)
- 套接字文件(S)
- 字元設備(S)
- 塊設備(B)
- 管道文件(命名管道P)
普通文件、目錄、軟鏈接無需多解釋。
管道文件
管道分為匿名管道和命名管道。管道都是一端寫入、另一端讀取，它們是單方向數據傳輸的，它們的數據都是直接在記憶體中傳輸的，管道是進程間通信的一種方式，例如父進程寫，子進程讀。
在shell中匿名管道就是一個管道符號"|"，例如ls | grep xxx，其中ls對應的進程是這個獨立進程組中的父進程，grep對應的進程是子進程，父進程寫子進程讀。
在編程語言中，匿名管道是通過創建兩個文件句柄或文件描述符(例如A、B)來實現的，一個文件句柄用於寫數據(例如A寫入端，數據寫入A將自動推入B中)，另一個文件句柄用於讀數據(即B)。
對於命名管道，即有名稱的管道，命名管道將文件保留在文件系統中，它也稱為FIFO，也就是first in first out。雖然命名管道文件保留在文件系統中，但是這個文件只是使用命名管道的一個入口，在使用命名管道傳輸數據的時候，仍然是在記憶體中進行的，也就是說並不會因為保留在文件系統上命名管道的效率就低了。
在shell中，可以使用mknod命令或mkfifo命令創建命名管道，在寫某些特殊需求的shell腳本時，命名管道非常有用。實際上，在Bash 4之後就支持協程(使用coproc命令)的功能了(ksh和zsh老早就支持協程)，但是協程的需求都能通過命名管道來實現。
一般的管道都是單向通信的，無法實現雙向通信的功能，也就是只能一邊寫一邊讀，不能兩邊都能讀、寫。如果要實現雙向通信，可以創建兩根管道(這樣就有4個文件句柄，兩個讀端，兩個寫端)，或者使用更方便的套接字。
套接字(Socket)
套接字用來實現兩端通信，正如上面分析的，可以實現雙向管道的進程間通信功能。不僅如此，套接字還能通過網路實現跨主機的進程間通信功能。
套接字需要成對才有意義，也就是分為兩端，每一端都有用於讀、寫的文件描述符(或文件句柄)，相當於兩根雙向通信的管道。
套接字根據協議族的方式分為兩大類：網路套接字(AF_INET類型，根據ipv4和ipv6分為inet4和inet6)和Unix Domain套接字(AF_UNIX類型)。當然，從協議族往下，套接字可細分為很多種類型，例如INET套接字可以分為TCP套接字、UDP套接字、鏈路層套接字、Raw套接字等等。其中網路套接字是網路編程的基礎和核心。
Unix Domain套接字
對於單機的進程間通信，使用Unix Domain套接字比Inet套接字更好，因為Unix Domain套接字沒有網路通信組件，也就是少了很多網路功能，它更加輕量級。實際上，某些語言在某些操作系統平臺上實現的管道功能就是通過Unix Domain來實現的，可想而知其高效率。
Unix Domain套接字有兩個文件句柄(例如A、B)，這兩個文件句柄都是同時可讀、可寫的句柄。進程1向A寫入數據，將自動推送到B上，進程2可從B上讀取從A寫入的數據，同理進程2向B中寫入數據將自動推送到A上，進程1可從A上讀取從B寫入的數據。如下：
進程1 進程2
------------------------
A -----------> B
B -----------> A在編程語言中，創建Unix Domain Socket自然有對應的函數輕鬆創建(可man socketpair)。對於bash shell，可以通過nc命令(NetCat)來創建，或者乾脆使用兩個命名管道來實現對應的功能。如有需要，可自行瞭解如何在bash shell中使用Unix Domain套接字。
網路套接字
對於跨網路的進程間通信，需要使用網路套接字。每個網路套接字都由5部分組成，它們稱為套接字的5元組。格式如下：
{protocol, src_addr, src_port, dest_addr, dest_port}即協議、源地址、源埠、目標地址、目標埠。
每端套接字在內核空間都有兩個buffer(即一對socket有4個buffer)，每一端都有recv buffer和send buffer。進程1向自己的套接字的send buffer寫入數據，將發送到對端的recv buffer中，然後對端的進程2就可以從recv buffer中讀取數據，反之亦然。
但是在真正可以讀、寫網路套接字之前，網路套接字還需要一些設置。服務端套接字創建(socket()函數，創建後就會有一個文件句柄或文件描述符供讀、寫操作)後，還要綁定地址(通過bind()函數)和監聽埠(通過listen()函數)，客戶端則只需要創建套接字後，直接使用connect()函數向服務端套接字發起連接請求即可。
對於TCP套接字，客戶端發起連接請求即表示要和服務端進行三次握手(內核完成，和用戶空間進程無關)。將這三次握手的每一次進行細分，第一次客戶端發送SYN請求，服務端接收到SYN後，內核將這個連接放進syn queue中並設置狀態為syn-recv，然後發送ack+syn給客戶端，當接收到客戶端回覆ack後，內核將連接從syn queue移到established queue（或accept queue）中並將連接的狀態標記為established。最後等待用戶空間的進程發起accept()系統調用讓內核將其從accept queue中移除。被accept()後的連接表示已經建立好的連接，可以真正實現兩端進程間的數據傳輸。
更多關於TCP套接字的原理，參見我的另一篇文章：不可不知的socket和TCP連接過程。
塊設備和字元設備
塊設備是硬體設備，通過隨機(不一定是順序)訪問固定大小的數據塊(chunk)來區分。固定大小的chunk稱為塊(block)。最常見的塊設備是硬碟，但也存在許多其他塊設備，如軟盤驅動器、藍光閱讀器和快閃記憶體。註意，這些都是掛載文件系統的設備，文件系統就像是塊設備的通用語言。
字元設備通過連續的流數據訪問，一個位元組接著一個位元組。典型的字元設備是終端(終端分多種，由物理的也有虛擬的)和鍵盤。
區分塊設備和字元設備最簡單的方法是看數據訪問的方式。能隨機訪問獲取數據的是塊設備，必須按位元組順序訪問的是字元設備。
如果可以這裡讀一點數據，那裡讀一點數據，最後串成一整段連續的數據，那麼這個就是塊設備，就像硬碟上的數據是不連續的，有可能需要通過隨機訪問的方式獲取一段數據。比如磁碟上一個稍大一點的文件，可能前10k數據是連續的數據塊或在連續的扇區內，之後的10k數據在離它很遠甚至在不同的柱面上。
如果一段數據中的每個位元組都跟訪問時的位元組順序是一樣的，即位元組先後順序從訪問獲取時到最後處理數據的過程中都是完全一致的，那麼這個就是字元設備。換句話說，字元設備可以看作是流設備。就像鍵盤輸入數據一樣，連續敲兩個字鍵，這兩個鍵對應的位元組數據在被接收的時候一定是先敲的在前面，後敲的在後面。同理終端設備也是以一樣的，程式將數據輸出到終端時，程式先輸出字母a再輸出數字3，那麼顯示在終端上時一定是a在前，3在後。
