O que é um tubo?

Um pipe é um espaço de armazenamento de curto prazo para dados que se movem de um programa para outro. É um intermediário entre dois programas, permitindo que eles passem informações para frente e para trás de forma rápida e eficiente. Os pipes podem ser utilizados para enviar mensagens de um programa para outro no mesmo computador ou mesmo de um computador para outro através de uma ligação de rede.

Quais são as utilizações mais comuns dos tubos?

Os pipes são normalmente usados para comunicação entre processos (IPC), onde as informações podem ser trocadas entre diferentes programas no mesmo sistema. Eles também são úteis para simplificar tarefas complexas, como quando um programa gera várias saídas que precisam ser analisadas por outro programa em sucessão. Além disso, são frequentemente utilizados em conjunto com shells Unix e terminais remotos como o SSH, permitindo aos utilizadores encadear vários comandos enquanto armazenam os resultados de saída ao longo do caminho.

O que são tubos nomeados?

Os pipes nomeados fornecem uma forma alternativa de comunicar entre dois processos, em vez de utilizar um buffer de dados anónimo como fazem os pipes normais. Um pipe nomeado cria um identificador de arquivo que permite que os processos emissor e recetor acessem o mesmo pipe simultaneamente para fins de comunicação. Isso permite interações mais complexas do que apenas enviar buffers de dados simples para frente e para trás, como fazem os pipes comuns.

Como funciona a tubagem nomeada?

Primeiro, o processo remetente deve criar um objeto named pipe chamando a sua função CreateNamedPipe() com os parâmetros apropriados. O destinatário chama então o seu método OpenFile(), que o liga ao objeto named pipe criado. Após a conclusão desta etapa, qualquer chamada efectuada por um dos processos abrirá ou fechará ficheiros associados a este novo identificador de objeto criado durante a inicialização da ligação. As mensagens podem então ser enviadas livremente para frente e para trás entre os dois processos até que qualquer um deles termine o fim da sessão de comunicação.

Que vantagens oferece a tubagem nomeada em relação à tubagem normal?

Comparado com os pipes normais, o named piping proporciona um maior controlo sobre a forma como os dados podem ser trocados entre processos - através de tipos de mensagens predefinidos e/ou handshakes proprietários que permitem a autenticação prévia entre processos emissores e receptores - tornando-o ideal para aplicações relacionadas com a segurança que requerem fluxos de troca de dados altamente protegidos, tais como software bancário e sistemas de pagamento em linha. Além disso, é muito mais fiável, uma vez que ambas as partes podem comunicar ao mesmo tempo sem necessitarem de canais separados para cada direção, o que resulta em menos mensagens perdidas ou pacotes de dados corrompidos transferidos através de redes ou dentro dos próprios computadores.

O que é o FIFO?

FIFO significa First In First Out e refere-se a um tipo de estrutura de dados em que o primeiro valor que foi adicionado ou "empurrado" para o tubo é também o primeiro a ser removido ou "retirado". Este tipo de estrutura é frequentemente utilizado para organizar dados de várias fontes. Cada nova informação pode ser colocada no final do tubo e depois recuperada sempre que necessário, sem risco de perder quaisquer valores intermédios.

O que é LIFO?

LIFO significa Last In First Out e é semelhante ao FIFO, exceto que, em vez de serem drenados pela "frente", os valores saem pela "traseira", o que significa que o último elemento armazenado será o primeiro a ser recuperado. Este tipo de estrutura de dados pode ser útil quando se lida com interrupções dinâmicas ou processos recursivos, uma vez que permite o acesso rápido a elementos a uma determinada profundidade sem passar por todos os elementos intermédios.

Como é que os pipes são utilizados na programação de redes?

Os pipes podem ser utilizados em tarefas de programação de redes, como a criação de ligações entre dois computadores numa rede através de uma ligação direta. A utilização de pipes nomeados como um canal IPC (Inter Process Communication) em vez de TCP/IP pode ser consideravelmente mais rápida do que a transferência de grandes quantidades de dados através de métodos convencionais, uma vez que requerem menos sobrecarga. Os pipes também podem ser usados para gerar processamento de pipeline com processos de longa duração, permitindo que diferentes programas dentro de um sistema trabalhem juntos simultaneamente e, portanto, aumentando o desempenho geral.

Quais são os inconvenientes associados à utilização de tubos?

Algumas desvantagens comuns da utilização de pipes incluem a sua capacidade limitada (apenas capaz de guardar pequenas quantidades de dados antes de ter a sua memória preenchida) e a falta de mecanismos de verificação de erros (que podem potencialmente levar ao envio de mensagens corrompidas através deles). Para além disso, embora os pipes proporcionem uma forma fácil de trocar grandes quantidades de dados rapidamente em distâncias curtas, podem nem sempre ter um bom desempenho se o seu modo de envio exigir medidas de segurança extra ou tempos de transmissão mais longos através das redes.

O que é um tubo anónimo?

Um pipe anónimo é um tipo de canal de comunicação de dados que permite que dois processos relacionados enviem e recebam mensagens sem utilizar qualquer outro protocolo de comunicação. Em contraste com os pipes nomeados, os pipes anónimos não requerem que ambos os processos estejam no mesmo computador e, por isso, também podem ser utilizados para comunicações entre sistemas. Além disso, como não há convenções especiais de nomenclatura ou arquivos associados necessários para criar pipes anônimos, esses tipos de conexões são geralmente escolhidos para aplicativos que exigem transferências rápidas e confiáveis de dados em distâncias curtas, como programas relacionados em execução no mesmo computador ou em uma rede local.

Que tipos de linguagens de programação suportam pipelining?

O pipelining é suportado em muitas linguagens de programação diferentes, incluindo C/C++, Java, Python e Rust, todas elas com funções incorporadas que permitem aos programadores criar pipelines entre múltiplos processos e sistemas remotos. Dependendo da linguagem utilizada, podem aplicar-se certas regras, como a necessidade de declarar a ordem das operações antes de iniciar qualquer tarefa de execução efectiva. No entanto, a maioria das linguagens de programação modernas fornece chamadas API especificamente concebidas para este fim, o que reduz drasticamente a quantidade de trabalho necessária para criar condutas complexas entre diferentes programas.

Que papel desempenham os pipes nos sistemas Linux?

Os sistemas Linux dependem muito dos pipes, pois oferecem uma ótima maneira de unificar comandos em uma única expressão executável. Permite aos utilizadores executar eficientemente várias tarefas ao mesmo tempo sem terem de escrever manualmente scripts separados para cada uma delas. Esta caraterística torna extremamente fácil encadear vários programas em fluxos de trabalho precisamente adaptados utilizando apenas comandos simples de piping, proporcionando aos utilizadores um nível de controlo sem precedentes sobre o seu ambiente, mantendo a estabilidade e fiabilidade do sistema.

Qual é a diferença entre um tubo e uma tomada?

A principal diferença entre pipes e sockets reside no tipo de ligações que estabelecem. Os pipes criam canais de comunicação locais (ou possivelmente inter-sistemas) unidireccionais, enquanto os sockets estabelecem comunicações bidireccionais através de redes, configurando pontos finais dedicados tanto para o emissor como para o recetor. Para além disso, os pipes são normalmente mais rápidos do que os seus equivalentes sockets, uma vez que não requerem qualquer sobrecarga extra de protocolo ou regras especiais de configuração de rede, o que significa que mensagens curtas podem geralmente ser enviadas mais rapidamente utilizando pipes. Finalmente, uma vez que os dados nos pipes são tratados como anónimos, não são necessários procedimentos de autenticação ao enviar comandos, ao contrário dos sockets que necessitam de uma etapa de validação do lado do servidor para garantir transmissões seguras.

Quais são as vantagens da utilização de tubos para a comunicação?

Uma das principais vantagens do uso de pipes para comunicação é que ele permite que aplicativos relacionados transfiram dados de forma rápida e segura sem passar por etapas adicionais, como a obtenção de um endereço IP ou a configuração de um servidor. Além disso, uma vez que as mensagens enviadas através de pipes são anónimas, não requerem autenticação e podem ser executadas mais rapidamente, o que as torna especialmente atractivas para tarefas de comunicação inter-sistemas de curto prazo. Além disso, os pipes fornecem uma camada extra de segurança por não exporem portas na rede local, tornando-os menos vulneráveis a ataques maliciosos. Por fim, ao permitir que os desenvolvedores criem pipelines complexos entre diferentes aplicativos, esse tipo de canal de comunicação rápido e seguro pode simplificar muito os fluxos de trabalho de desenvolvimento, ao mesmo tempo em que oferece flexibilidade suficiente para suportar comandos e notificações personalizados.