Linux进程入门学习（八）-消息队列通信

1.什么是消息队列

消息队列（也叫做报文队列）是一个消息的链式队列。
可以把消息看作一个记录，具有特定的格式以及特定的优先级。对消息队列有写权限的进程可以向中按照一定的规则添加新消息；对消息队列有读权限的进程则可以从消息队列中读走消息

2.消息队列特性

1）消息队列是IPC 对象中的一种，消息队列中可以通过唯一的ID 来识别
2）消息队列就是一个消息列表，用户可以在消息队列中添加消息、读消息
3）消息队列可以按照类型来发送/接收信息

消息队列查看：ipcs -q
删除消息队列：ipcrm -q msqid
ipcrm -Q key

3.消息队列的结构

与消息队列相关的数据结构主要有两个：
1）msqid_ds 消息队列数据结构，用来标识整个消息队列的情况
2）msg 消息队列数据结构，是整个消息队列的主体

kernel 中描述消息链表每个节点结构的结构体是

struct msg {    struct msg *msg_next; 指向消息链表中下一个节点的指针    long msg_type; 和msgbuf 中mtype 成员的意义是一样的。    char *msg_spot; /* message text address */    time_t msg_stime; /* msgsnd time */    short msg_ts; /* message text size */};

kernel 中描述消息的结构体

事实上，在我们自定义的结构中，和它对应的部分可以是任意的数据类型，甚至是多个数据类型的集合。
比如我们可以定义这样的一个消息类型：

struct my_msgbuf {    long mtype; /* Message type */    long request_id; /* Request identifier */    struct client info; /* Client information structure */};

由此可见消息队列在传送消息上的灵活性。

4.消息队列使用步骤

1. 创建并打开消息队列—— msgget
2. 写消息队列操作—— msgsnd
3. 读消息队列操作—— msgrcv
4. 销毁消息队列—— msgctl

msgget 函数

功能：用于获取消息队列ID
头文件#include <sys/msg.h>
函数原型int msgget(key_t key, int msgflg);
返回值

成功：消息队列ID；失败：-1

参数列表

key_t key：消息队列的key 值（可以自己写一个正整数，如IPC_PRIVATE也可以调用函数ftok 来获取）int msgflg:消息队列的访问权限可以通过IPC_CREAT 创建：IPC_CREAT | 0666（可读可写）

示例：

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>int main(int argc, char *argv[]){    int msqid;    msqid = msgget(IPC_PRIVATE, 0666);    if(msqid < 0)    {        printf("fail to get message \n");        return -1;    }    printf("success to get message, id = %d \n",msqid);    /* 查看消息队列的创建情况*/    system("ipcs -q");    return 0;}

ftok 函数

功能：用于获取一个key 值
头文件

#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>

函数原型

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

返回值

成功：key 值；失败：-1

参数列表

const char *pathname：路径:"."int proj_id：给定的一个正整数

示例：利用ftok 函数生成key 值

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>int main(int argc, char *argv[]){    int msqid;    key_t key;    key = ftok("/key", 'a');    if(key < 0)    {        printf("fait to creat key value \n");        return -1;    }    msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0666);    if(msqid < 0)    {        printf("fail to get message \n");        return -1;    }    printf("success to get message, id = %d \n",msqid);    /* 查看消息队列的创建情况*/    system("ipcs -q");    return 0;}

msgctl 函数

功能：用于消息队列控制
头文件

#include <sys/msg.h>

函数原型

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

返回值

成功：0；失败：-1

参数列表

int msqid：消息队列IDint cmd ：IPC_RMID 删除消息队列struct msqid_ds *buf：消息队列缓冲区如果有IPC_RMID，就设置NULL

示例：

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>int main(int argc, char *argv[]){    int msqid;    int ret;    key_t key;    key = ftok("/key", 'a');    if(key < 0)    {        printf("fait to creat key value \n");        return -1;    }    msqid = msgget(key, IPC_CREAT|0666);    if(msqid < 0)    {        printf("fail to get message \n");        return -1;    }    printf("success to get message, id = %d \n",msqid);    /* 查看消息队列的创建情况*/    system("ipcs -q");    //新添加内容: 删除消息队列    ret = msgctl(msqid, IPC_RMID, NULL);    if(ret < 0)    {        printf("fail to delete message queue \n");        return -1;    }    system("ipcs -q");    return 0;}

msgsnd 函数

功能：用于消息发送
头文件

#include <sys/msg.h>

函数原型

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

返回值

成功：0；失败：-1

参数列表

int msqid ：消息队列IDconst void *msgp：指向发送消息的指针struct mymsg {long mtype; /* Message type.消息类型*/char mtext[1]; /* Message text.消息数据*/}size_t msgsz：发送消息大小int msgflg：消息标志IPC_NOWAIT：消息没有发送完成也会立即返回0 ：直到消息发送完成再返回

msgrcv 函数

功能：用于消息接收
头文件

#include <sys/msg.h>

函数原型

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

返回值

成功：读取到的消息的大小；失败：-1

参数列表

int msqid：消息队列IDvoid *msgp：指向接收消息的指针struct mymsg {long mtype; /* Message type.消息类型*/char mtext[1]; /* Message text.消息数据*/}size_t msgsz：接收消息大小long msgtyp：接受消息的类型0：接收消息队列中的第一个消息>0: 接受消息队列中的对应的消息类型<0: 接收消息队列类型中不小于msgtyp 绝对值消息int msgflg：消息标志0：直到消息接收完成再返回IPC_NOWAIT：消息没有接收完成也会立即返回

示例：

xie@ubuntu:/mnt/hgfs/share/ISP/pratice8.9$ cat msgsnd.c /*************************************************************************** File Name: msgsnd.c* Author: Po Xie* E-mail: [e-mail]* Create Time: Wed 09 Aug 2017 04:33:40 AM PDT***************************************************************************/#include <stdio.h> #include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>#include <unistd.h>#define MAX_MSG 128struct msgbuf{    long type;    char buf[MAX_MSG];};int main(int argc, char **argv){    int msgid;    int err;    int cnt;    key_t key;    key = ftok("./key",'b');    if(key < 0)    {        printf("fail to create key value\n");        return -1;    }    msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0666);    if(key < 0)    {        printf("fail to get message \n");        return -1;    }    printf("success to get message \n");    system("ipcs -q");    //添加写操作    struct msgbuf sendbuf,recvbuf;    sendbuf.type = 100;    printf("please enter you message: \n");    fgets(sendbuf.buf, MAX_MSG, stdin);    err = msgsnd(msgid, (void *)&sendbuf, strlen(sendbuf.buf), 0);    if(err < 0)    {        printf("write message fail \n");        return -1;    }    printf("success to write message \n");    printf("err = %d\n",err);    system("ipcs -q");    //添加读操作    memset(recvbuf.buf, 0, MAX_MSG);    cnt = msgrcv(msgid, (void *)&recvbuf, MAX_MSG, 100, 0);    if(cnt < 0)    {        printf("fail to receive message ");        return -1;    }    printf("success to receive message, cnt=%d \n",cnt);    printf("read data = %s\n",recvbuf.buf);    //测试第二次是否还可以读（不可以，会阻塞）    msgrcv(msgid, (void *)&recvbuf, MAX_MSG, 100, 0);    printf("second read data =%s\n",recvbuf.buf);    //删除消息队列    err = msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);    if(err < 0)    {        printf("fail to delete message queue \n");        return -1;    }    system("ipcs -q");    return 0;}

运行结果：

xie@ubuntu:/mnt/hgfs/share/ISP/pratice8.9$ ./msgsndsuccess to get message ------ Message Queues --------key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages    0x62270166 0          xie        666        0            0           please enter you message: hello world, hello linux!success to write message err = 0------ Message Queues --------key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages    0x62270166 0          xie        666        26           1           success to receive message, cnt=26 read data = hello world, hello linux!