linux进程间通信之消息队列

消息队列是消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。

对于系统中的每个消息队列，内核维护一个定义在<sys/msg.h>头文件中的信息结构

struct msqid_ds {
    struct ipc_perm msg_perm;     /* 相关权限 */
time_t          msg_stime;    /* 上一次发送时间 */
time_t          msg_rtime;    /* 上一次接收时间 */
time_t          msg_ctime;    /* 上一次改变时间 */
unsigned long   __msg_cbytes; /* 当前队列的字节数 */
msgqnum_t       msg_qnum;     /* 当前队列中的消息数 */
msglen_t        msg_qbytes;   /* 消息队列所能存储的最大值 */
pid_t           msg_lspid;    /* 上一个发送消息的进程ID */
pid_t           msg_lrpid;    /* 上一个接收消息的进程ID */
};

msgget用于创建一个新队列或打开一个现存的队列。

msgsnd将新消息添加到队列尾端，每个消息包含一个正长整型字段，一个非负长度以及实际数据字节。

msgrcv用于从队列中取消息，可以先进先出的次序取消息，也可以按消息的类型字段取消息

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

int msgget(key_t key, int msgflg);
返回值：成功则返回消息队列ID,失败返回-1

参数：

key：消息队列关联的键。可通过ftok函数获得

msgflg：消息队列的建立标志和存取权限。

IPC_CREAT如果内核中没有此队列，则创建它。

IPC_EXCL当和IPC_CREAT一起使用时，如果队列已经存在，则失败。

如果单独使用IPC_CREAT，则msgget()要么返回一个新创建的消息队列的标识符，要么返回具有相同关键字值的队列的标识符。如果IPC_EXCL和IPC_CREAT一起使用，则msgget()要么创建一个新的消息队列，要么如果队列已经存在则返回一个失败值-1。IPC_EXCL单独使用是没有用处的。

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

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
返回值：成功则返回0，出错返回-1
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
返回值：成功则返回消息数据部分的长度，出错返回-1

参数

msqid：消息队列的识别码。

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 msgbuf {

long mtype; /* 消息类型，必须 > 0 */

char mtext[1]; /* 消息文本 */

};

msgsz：消息的大小。

msgtyp:消息类型

msgtyp等于0 则返回队列的最早的一个消息。

msgtyp大于0，则返回其类型为mtype的第一个消息。

msgtyp小于0,则返回其类型小于或等于mtype参数的绝对值的最小的一个消息。

msgflg：这个参数依然是是控制函数行为的标志，取值可以是：0,表示忽略；IPC_NOWAIT，如果消息队列为空，则返回一个ENOMSG，并将控制权交回调用函数的进程。如果不指定这个参数，那么进程将被阻塞直到函数可以从队列中得到符合条件的消息为止。如果一个client 正在等待消息的时候队列被删除，EIDRM 就会被返回。如果进程在阻塞等待过程中收到了系统的中断信号，EINTR 就会被返回。MSG_NOERROR，如果函数取得的消息长度大于msgsz，将只返回msgsz 长度的信息，剩下的部分被丢弃了。如果不指定这个参数，E2BIG
将被返回，而消息则留在队列中不被取出。当消息从队列内取出后，相应的消息就从队列中删除了。

msgctl函数对队列执行多种操作

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

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
返回值：成功返回0，失败返回-1

参数：

IPC_STAT

读取消息队列的数据结构msqid_ds，并将其存储在b u f指定的地址中。

IPC_SET

设置消息队列的数据结构msqid_ds中的ipc_perm元素的值。这个值取自buf参数。

IPC_RMID

从系统内核中移走消息队列。

下面展示了两个进程通过消息队列通信的实例

进程A

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <unistd.h>

struct msgbuf
{
long mtype;
char mtext[200];
};

main()
{
int    msgid;
key_t  key;
int    r;
int    num;
struct msgbuf buf;

key = ftok(".", 255);
if (key == -1)
perror("ftok error"), exit(-1);
msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0666);
if (msgid == -1)
perror("msgid error"), exit(-1);

num = 0;
while (1)
{
sprintf(buf.mtext, "%d", num);
r = msgsnd(msgid, &buf, sizeof(buf.mtext), 0);
num++;
sleep(1);
}
}

进程B

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <unistd.h>

struct msgbuf
{
long mtype;
char mtext[200];
};

main()
{
int     msgid;
key_t   key;
ssize_t r;
struct  msgbuf buf;

key = ftok(".", 255);
if (key == -1)
perror("ftok error"), exit(-1);
msgid = msgget(key, 0);
if(msgid == -1)
perror("msgid error"), exit(-1);

while(1)
{
r = msgrcv(msgid, &buf, 200, 0, 0);
if (r < 0)
perror("msgrcv error"), exit(-1);
printf("%s\n", buf.mtext);
sleep(1);
}
}