Linux多进程通讯之消息队列

    xiaoxiao2022-07-02  117

    消息队列,Unix的通信机制之一,可以理解为是一个存放消息(数据)容器,是一种面向数据报的通讯方式。将消息写入消息队列,然后再从消息队列中取消息,一般来说是先进先出的顺序。可以解决两个进程的读写速度不同(处理数据速度不同),系统耦合等问题。创建的消息队列的生命周期是随内核的,不会随着进程的结束而销毁。在系统中可以运行【 ipcs -q】 的命令查询消息队列,使用【ipcrm -q 消息队列的id】删除一个消息队列。

    1.键值生成 每一个消息队列都有一个对应的键值(key)相关联,如同共享内存和信号量一样。生成键值得函数原型如下:

    key_t ftok(const char *path ,int id); 其中: path:一个已存在的路径名 id:0~255之间的一个数值,代表项目ID,自己取

    返回值:成功返回键值(相当于32位的int);出错返回-1

    2.消息队列的创建 函数原型如下:

    int msgget(key_t key,int flag); 其中: key:ftok生成的键值 flag:所需要的操作和权限,可以用来控制创建一个消息队列。 IPC_CREAT:如果不存在key值的消息队列,且权限不为0,则创建消息队列,并返回一个消息队列ID。如果存在,则直接返回消息队列ID IPC_CREAT | IPC_EXCL:如果不存在key值的消息队列,且权限不为0,则创建消息队列,并返回一个消息队列ID。如果存在则产生错误

    返回值:成功返回消息队列ID;出错返回-1

    3.消息队列的发送 函数原型如下:

    int msgsnd(int msgid,const void *ptr,size_t nbytes,int flag); 其中: msgid:为msgget返回的消息队列ID值; ptr:为消息结构体mymesg指针; nbytes:为消息结构体mymesg里的字符数组mtext大小,sizeof(mtext); flag:值可以为0、IPC_NOWAIT; 为0时,当消息队列满时,msgsnd将会阻塞,直到消息能写进消息队列或者消息队列被删除; 为IPC_NOWAIT时,当消息队列满了,msgsnd函数将不会等待,会立即出错返回EAGAIN;

    返回值:成功返回0;错误返回-1

    4.消息队列的接收 函数原型如下:

    ssize_t msgrcv(int msgid,void *ptr,size_t nbytes,long type,int flag); 其中: msgid:为msgget返回的消息队列ID值; ptr:为消息结构体mymesg指针; nbytes:为消息结构体mymesg里的字符数组mtext大小,sizeof(mtext); type:在结构体mymesg里我们定义了一个long int mtype,用于分别消息的类型; type ==0 返回队列中的第一个消息; type > 0 返回队列中消息类型为type的第一个消息; type < 0 返回队列中消息类型值小于等于type绝对值的消息,如果这种消息有若干个,则取类型值最小的消息; 进程间可以通过约束type值得不同来实现进程间的双向通讯问题(全双工)。 flag:可以为0、IPC_NOWAIT、IPC_EXCEPT; 为0时,阻塞式接收消息,没有该类型的消息msgrcv函数一直阻塞等待 为IPC_NOWAIT时,如果没有返回条件的消息调用立即返回,此时错误码为ENOMSG 为IPC_EXCEPT时,与msgtype配合使用返回队列中第一个类型不为msgtype的消息

    返回值:成功返回消息数据部分的长度;错误返回-1

    5.消息队列控制 简单的操作就是删除消息队列了,也可以获取和改变消息队列的状态,其函数原型如下:

    int msgctl(int msgid, int cmd, struct msqid_ds *buf); 其中: msgid:是msgget函数返回的消息队列ID; cmd:命令类型,选择参数有下述三种: IPC_RMID:删除消息队列; IPC_STAT:取此队列的msqid_ds结构,并将它存放在buf指向的结构中; IPC_SET:改变消息队列的状态,把buf所指的msqid_ds结构中的uid、gid、mode复制到消息队列的msqid_ds结构内。 buf:是结构体msqid_ds;

    返回值:成功返回0;错误返回-1

    6.示例代码 send端:

    #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> struct mymesg{ long int mtype; char mtext[512]; }; int main(void) { int id = 0; struct mymesg ckxmsg; key_t key = ftok("/tmp",66); id = msgget(key,IPC_CREAT | 0666); if(id == -1){ printf("create msg error \n"); return 0; } while(1){ char msg[512]; memset(msg,0,sizeof(msg)); ckxmsg.mtype = 1; printf("input message:"); fgets(msg,sizeof(msg),stdin); strcpy(ckxmsg.mtext,msg); if(msgsnd(id,(void *)&ckxmsg,512,0) < 0){ printf("send msg error \n"); return 0; } if(strncmp(msg,"QUIT",4) == 0) break; } if(msgctl(id,IPC_RMID,NULL) < 0){ printf("del msg error \n"); return 0; } return 0; }

    接收端:

    #include<stdio.h> #include<stdlib.h> #include<string.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> struct mymesg{ long int mtype; char mtext[512]; }; int main(void) { int id = 0; struct mymesg ckxmsg; key_t key = ftok("/tmp",66); id = msgget(key,0666|IPC_CREAT); if(id == -1){ printf("open msg error \n"); return 0; } while(1){ if(msgrcv(id,(void *)&ckxmsg,512,1,0) < 0){ printf("receive msg error \n"); return 0; } printf("data:%s\n",ckxmsg.mtext); if(strncmp(ckxmsg.mtext,"QUIT",4) ==0) break; } return 0; }

    注:消息队列中的每个消息的大小是有上限的,每个消息队列的总的字节数是有上限的,系统上消息队列可以创建的总数也是有上限的。

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