管道缓冲区大小是4k还是64k？

Question

我在多个地方读到管道的默认缓冲区大小是4kB（例如，此处），我的ulimit -a也证实了此说法：

$ ulimit -a
core file size          (blocks, -c) 0
data seg size           (kbytes, -d) unlimited
scheduling priority             (-e) 0
file size               (blocks, -f) unlimited
pending signals                 (-i) 15923
max locked memory       (kbytes, -l) 64
max memory size         (kbytes, -m) unlimited
open files                      (-n) 1024
pipe size            (512 bytes, -p) 8 // 8 * 512B = 4kB
POSIX message queues     (bytes, -q) 819200
real-time priority              (-r) 0
stack size              (kbytes, -s) 10240
cpu time               (seconds, -t) unlimited
max user processes              (-u) 1024
virtual memory          (kbytes, -v) unlimited
file locks                      (-x) unlimited

但是当我使用一个小程序来测试缓冲区大小（通过向管道中写入数据直到write()被阻塞），我发现限制为64kB！

请看以下程序：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <limits.h>

int main(void)
{
    int tube[2];
    char c = 'c';
    int i;

    fprintf(stdout, "Tube Creation\n");
    fprintf(stdout, "Theoretical max size: %d\n", PIPE_BUF);
    if( pipe(tube) != 0)
    {
        perror("pipe");
        _exit(1);
    }
    fprintf(stdout, "Writing in pipe\n");
    for(i=0;; i++)
    {
        fprintf(stdout, "%d bytes written\n", i+1);
        if( write(tube[1], &c, 1) != 1)
        {
            perror("Write");
            _exit(1);
        }
    }
    return 0;
}

并且它的输出结果：

$ ./test_buf_pipe 
Tube Creation
Theoretical max size: 4096
Writing in pipe
1 bytes written
2 bytes written
3 bytes written
4 bytes written
[...]
65535 bytes written
[blocks here]

这强烈暗示管道缓冲区大小实际上为64k！发生了什么？

- Gui13

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这个问题现在已经两年了，而且所讨论的尺寸现在是可编程的：https://dev59.com/iG445IYBdhLWcg3w7unD#13906354 - DigitalRoss

Answer 1

其他答案告诉您管道大小为64KB。PIPE_BUF之所以为4KB，是因为PIPE_BUF是确保写入是原子性的最大大小。请参见http://pubs.opengroup.org/onlinepubs/9699919799/functions/write.html。

- janneb

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这是否意味着缓冲区可以任意增加？但是保证的原子写入仅限于4K？ - Subomi

Answer 2

它现在可以编程

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自Linux 2.6.35以来，您可以使用fcntl(2)进行F_SETPIPE_SZ操作，并将管道缓冲区设置为最大可达到的/proc/sys/fs/pipe-max-size大小。默认情况下，这是1 MB；参见proc(5)。

- DigitalRoss

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是的，但也不完全是。在我所使用的 3.2 版内核上，“ulimit” 所宣传的管道大小仍然是 4kB。我的问题是关于 PIPE_BUF 的，而 Janneb 给出了答案：PIPE_BUF 是一个常数，是执行写操作时能够保证原子性（即线程安全）的最大大小。 - Gui13

这是否意味着设置超过4KB仍然可以保证写入是原子性的？ - user1767754

Answer 3

根据我的经验，在一次写入测试中，总大小为65536。然而，当我每次写入2700时，只能写入16次，然后下一次尝试会停顿。我认为“原子”写入需要在一个4K块内完成，并且对于我每次写入，它会去到下一个完整的块来满足请求。因此，实际上可用的管道大小取决于您的写入大小。

- user1380175

Answer 4

看起来内核最多使用16个缓冲区，总共达到64k。 链接中有关于ulimit输出与实际缓冲区大小的解释。

- shodanex

Answer 5

没错。自从2.6.11内核以来，Linux中的管道大小为64kB。为什么ulimit报告它为4Kb，我不确定，但那是错误的。

- nos

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Rah，和我在问题中提到的那个链接一样。我没看到标明64k的那行...不管怎样，为什么ulimit显示4K对我来说是个谜... - Gui13

只有ksh和bash的ulimit内置命令报告了_pipe size_，但它不是由setrlimit设置的限制，也不是管道缓冲区的大小，它只是PIPE_BUF，保证对管道的写入()是原子性的最大大小。 - Stephane Chazelas