进程间通信--消息队列

进程间通信：每个进程各自有不同的用户地址空间,任何一个进程的全局变量在另一个进程中都看不到，所以进程之间要交换数据必须通过内核,在内核中开一块缓冲区,进程1把数据从用户空间拷到内核缓冲区,进程2再从内核缓冲区把数据走,内核提供的这种机制称为进程间通信。

通信分类：匿名管道，命名管道，消息队列，信号量，共享内存。

消息队列：消息队列提供了一种从一个进程向另一个进程发送一个数据块的方法，每个数据块都被认为是有一个类型，接收者进程接收的数据块可以有不同的类型值，我们可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题，所以消息队列是基于消息的，并且消息队列是以链表实现的。

实现消息队列的系统调用接口的函数：

1.创建新消息队列或取得已存在消息队列

原型：

int msgget(key_t key, int msgflg);

参数：
key：可以认为是一个端口号，也可以由函数ftok生成，标识唯一一个消息队列。

ftok函数：

key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

函数ftok把一个已存在的路径名和一个整数标识（与proj_id的低序8位）转换成一个key_t值，称为IPC键。
msgflg：
IPC_CREAT 如果IPC不存在，则创建一个IPC资源，否则打开操作。
IPC_EXCL：只有在共享内存不存在的时候，新的共享内存才建立，否则就产生错误。
如果单独使用IPC_CREAT，XXXget()函数要么返回一个已经存在的共享内存的操作符，要么返回一个新建的共享内存的标识符。
如果将IPC_CREAT和IPC_EXCL标志一起使用，XXXget()将返回一个新建的IPC标识符；如果该IPC资源已存在，或者返回-1。
2.向队列读/写消息
原型：
msgrcv  从队列中取用消息：

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

msgsnd 将数据放到消息队列中：

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

参数：
msqid：消息队列的标识符
msgp：指向消息缓冲区的指针，此位置用来暂时存储发送和接收的消息，是一个用户可
定义的通用结构，形态如下：

struct msgstru{     long mtype; //类型大于0     char mtext[用户指定大小];  //存储与发送消息存放位置     };

msgsz：消息的大小。
msgtyp：从消息队列内读取的消息形态。如果值为零，则表示消息队列中的所有消息都会被读取。
msgflg：用来指明核心程序在队列没有数据的情况下所应采取的行动。如果msgflg和常数IPC_NOWAIT合用，则在msgsnd()执行时若是消息队列已满，则msgsnd()将不会阻塞，而会立即返回-1，如果执行的是msgrcv()，则在消息队列呈空时，不做等待马上返回-1，并设定错误码为ENOMSG。当msgflg为0时，msgsnd()及msgrcv()在队列呈满或呈空的情形时，采取阻塞等待的处理模式（此处实现消息队列代码都设为0）。

3.设置消息队列属性
原型：

int msgctl ( int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf );

参数：msgctl 系统调用对 msgqid 标识的消息队列执行 cmd 操作，系统定义了 3 种 cmd 操作： IPC_STAT , IPC_SET , IPC_RMID；
IPC_STAT : 该命令用来获取消息队列对应的 msqid_ds 数据结构，并将其保存到 buf 指定的地址空间。
IPC_SET : 该命令用来设置消息队列的属性，要设置的属性存储在buf中。
IPC_RMID : 从内核中删除 msqid 标识符的消息队列，并且为立即删除。（此处删除代码实现运用这个参数）

实现代码：

comm.h

#ifndef COMM_H__#define COMM_H__#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>#include <string.h>#define PATHNAME "."#define PROJ_ID 0x6666#define SERVER_TYPE 1#define CLIENT_TYPE 2struct msgbuf{long mtype;char mtext[1024];};int CreateMsgQueue();  //创建消息队列 int GetMsgQueue();     //获取消息队列 int DestroyMsgQueue(int msgid);   //删除消息队列 int SendMsg(int msgid,int who,char in[]);   //发送消息 int RecvMsg(int msgid,int recvType,char out[]);  //接收消息 #endif

comm.c

#include "comm.h"static int commMsgQueue(int flags){key_t _key=ftok(PATHNAME,PROJ_ID);  //获取key值 if(_key<0){perror("ftok");return -1;}else{        int msgid=msgget(_key,flags);  //系统调用创建或打开消息队列 if(msgid<0){perror("msgget");return -2;}else{return msgid;}}}int CreateMsgQueue(){return commMsgQueue(IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);}int GetMsgQueue(){return commMsgQueue(IPC_CREAT|0666);}int DestroyMsgQueue(int msgid)  //删除 {if(msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL)<0)    //系统调用改变消息队列属性接口 {perror("msgctl:Destroy");return -1;}return 0;}int SendMsg(int msgid,int who,char in[])    //发送 {struct msgbuf buf;buf.mtype=who;strcpy(buf.mtext,in);if(msgsnd(msgid,(void*)&buf,sizeof(buf.mtext),0)<0)  //系统调用接口发送消息 {perror("msgsnd");return -1;}return 0;}int RecvMsg(int msgid,int recvType,char out[])  //接收 {struct msgbuf buf;if(msgrcv(msgid,(void*)&buf,sizeof(buf.mtext),recvType,0)<0)   //系统调用接收消息接口 {perror("msgrcv");return -1;}strcpy(out,buf.mtext);return 1;}

server.c

#include "comm.h"int main(){int msgid=CreateMsgQueue();  //创建消息队列 //printf("getting success:%d\n",msgid);char buf[1024];while(1){    int ret=RecvMsg(msgid,CLIENT_TYPE,buf);  //先接收 if(ret<0){break;}printf("CLIENT_TYPE#%s\n",buf);buf[0]=0;printf("PLease Enter#");fflush(stdout);size_t s=read(0,buf,sizeof(buf));if(s>0){buf[s-1]=0;SendMsg(msgid,SERVER_TYPE,buf);   //后发送 printf("send done,wait recv...\n");}}DestroyMsgQueue(msgid);return 0;}

client.c

#include "comm.h"int main(){int msgid=GetMsgQueue();  //得到消息队列描述符 //printf("getting success:%d\n",msgid);char buf[1024];while(1){buf[0]=0;printf("PLease Enter#");fflush(stdout);size_t s=read(0,buf,sizeof(buf));if(s>0){buf[s-1]=0;SendMsg(msgid,CLIENT_TYPE,buf);   //先发送 printf("send done,wait recv...\n");}RecvMsg(msgid,SERVER_TYPE,buf);   //后接收 printf("server#%s\n",buf);}return 0;}

效果如下：