パイプ記号の全体像と実践ガイド：Unixシェル・正規表現・Markdownでの用途と実装・セキュリティのポイント
エバープレイ編集部パイプ記号とは — 概要
パイプ記号（縦棒、vertical bar、記号: |）は、IT分野で多様な意味と用途を持つ記号です。見た目は単純ですが、シェルの標準入出力をつなぐ「パイプ」、プログラミングにおけるビット演算や論理演算子、正規表現の選択（オルタネーション）、Markdownや表記での区切りなど、文脈によって全く異なる機能を果たします。本稿ではコード例や実装の背景、OSや言語ごとの差異、セキュリティ・性能面の注意点まで深掘りします。
表記と文字コード
文字コード: パイプ記号の基本的なコードポイントは ASCII で 124（十進）に対応し、Unicode では U+007C (VERTICAL LINE) です。
類似文字: ブロークンバー（¦, U+00A6）など見た目が似た文字があり、フォントや環境によって区別がつきにくい場合があるため注意が必要です。
HTML 表現: | または HTML5 の名前付き実体 | が使えます。
キーボード: 多くのレイアウトで「Shift+\」などで入力しますが、配列やロケールによって位置が異なります。
Unix/Linux シェルにおけるパイプ（|）
最も典型的な用途は Unix 系シェルにおけるパイプです。コマンド A | コマンド B の形で用いると、A の標準出力（stdout）が B の標準入力（stdin）へ直接接続されます。これにより一時ファイルを介さずにストリーム処理が可能となり、フィルタ設計の思想（小さなツールを組み合わせる）を実現します。
例: ls -l | grep '^d' | wc -l — ディレクトリだけ数える一連の処理。
実装概要: UNIX の pipe() システムコールは匿名パイプを作成し、オペレーティングシステム内でカーネルバッファ（リングバッファ）を使ってプロセス間でデータを受け渡します。パイプは基本的に一方向です（フルデュプレックスはソケットなどを用いる）。
エラー処理: パイプ上のプログラムが終了すると SIGPIPE が生じる場合があるため、パイプの書き込み側は EPIPE のハンドリングや SIGPIPE 無効化を考慮する必要があります。
シェル差異: Bash や sh、zsh ではテキストストリームを扱いますが、PowerShell の | は .NET オブジェクトのストリームを渡す（オブジェクトパイプライン）点で根本的に異なります。
名前付きパイプ（FIFO）と API
匿名パイプは親子プロセス間などで使いますが、名前付きパイプ（FIFO, mkfifo で作成）はファイルシステム上にエントリを持ち、関連性のないプロセス間通信（IPC）に使えます。POSIX には pipe(), mkfifo(), popen() などの関数があり、言語ごとにラッパーがあります。
mkfifo /tmp/myfifo; echo data > /tmp/myfifo を別シェルで cat /tmp/myfifo で受け取る等。
注意: 名前付きパイプはブロッキング動作（読み手/書き手がいないと待つ）や、アクセス権による制御が必要です。
プログラミング言語における意味の違い
プログラミング文脈では、同じ「|」表記が複数の意味を持ちます。主要なものを整理します。
ビット演算: C/C++/Java などでは単一の | はビット単位の OR 演算子です（例: a | b）。
論理演算: 多くの言語は || を論理和（短絡評価）として使用します（例: a || b）。単一の | を論理 OR として用いる言語や文脈もありますが、短絡評価が行われない点に注意が必要です。
文字列結合: SQL（標準および多くの実装）や Oracle では || が文字列連結演算子になります（例: 'a' || 'b' -> 'ab'）。
パイプ操作子: 一部の関数型言語（Elixir の |> など）やシェル風のライブラリでは、パイプ風演算子が関数合成やデータフローを表現します（例: value |> f |> g）。
正規表現・マークアップでの使用
正規表現では | は「オルタネーション（選択）」を表します。例えば foo|bar は foo または bar にマッチします。正規表現の方言によってエスケープの必要性や優先順位が異なるため、注意が必要です。
Markdown やテーブル記法では | は列の区切りに使われます。パイプを含むセルを書くときはエスケープ（バックスラッシュなど）や引用で対処します。
パフォーマンスと実装上の注意点
バッファリング: シェルや C ランタイムの標準入出力は行バッファリングやフルバッファリングされるため、パイプを渡すときの出力が期待通りにフラッシュされないことがあります。明示的に fflush() するか、標準出力をノンバッファ/行バッファに設定することで対処します。
並列処理: パイプは処理を並列化する簡単な手段ですが、大きなデータや多数のプロセスを接続するとカーネルバッファの競合やスケジューリングのオーバーヘッドが生じます。一時ファイルやメモリマップドファイル、より高性能な IPC（ソケット、shared memory）を検討する場面もあります。
プロセスの終了順: パイプを使った複数プロセスの連鎖では、どのプロセスの終了コードを採用するか（シェルの pipefail など）を明示的に扱う必要があります。
セキュリティ上の注意
シェルインジェクション: パイプを含むコマンドラインを外部入力で組み立てる場合、悪意のある入力により追加のコマンドが実行される恐れがあります。可能な限り引数を配列で渡す API（execv 系）を使い、シェルを介さない実行を行いましょう。
名前付きパイプの権限: FIFO を /tmp 等に作成すると不適切な権限で他者にアクセスされる可能性があるため、パーミッション管理や適切なディレクトリを選ぶことが重要です。
実運用でよくある使い方とテクニック
プロセス置換: Bash の
<(command)やprocess substitutionを使うと、ファイルを介さずに複数コマンドを柔軟に接続できます（例: diff <(cmd1) <(cmd2)）。xargs と組み合わせ: xargs を使ってパイプされた結果を引数として再利用することで、コマンドの引数上限を回避したり並列処理ができます（例: find . -print0 | xargs -0 -P 4 コマンド）。
ログのストリーミング: tail -f logfile | grep --line-buffered など、リアルタイム処理のために行バッファを強制する技法がよく使われます。
まとめ
パイプ記号「|」は単一の記号でありながら、OS・シェル・プログラミング言語・マークアップそれぞれで異なる概念を担います。Unix のストリームをつなぐパイプはソフトウェアの設計思想にも深く関わり、ビット演算や論理演算、正規表現の選択、テーブル区切りなど多彩な用途があります。利用時には文脈依存の意味を理解し、バッファリングや権限、インジェクションなどの落とし穴に注意することが重要です。
参考文献
- Vertical bar (Wikipedia)
- Pipe (Unix) (Wikipedia)
- pipe — POSIX specification (opengroup.org)
- Regular expression — Alternation (Wikipedia)
- ASCII (Wikipedia)
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