【Linux】进程通信（消息队列Message Queue）

• • • （一）消息队列
    • • （1）消息队列原理
      • （2）Linux系统下的两个宏定义：(其它系统未知)
    • （二）消息队列函数
    • • （1）创建，访问一个消息队列
      • （2）添加消息到队列中
      • （3）从消息队列中获取消息
      • （4）消息队列的控制函数
    • （三）简单使用消息队列

• 消息队列与有名管道相似
• 消息队列不需要管道的打开和关闭管道的操作
• 消息队列并未解决管道满时的阻塞问题

• 一个进程向另一个进程发送一个数据块（含有类型）
• 接收进程可以独立地接收不同类型的数据块
• 可以避免有名管道的同步和阻塞问题（未满状态）
• 可以查看紧急消息
• 每个数据块都有一个最大的长度限制（超出限制，消息队列函数失败的原因）
• 所有队列的所有数据块的总长度也有上限

• 一条消息的最大长度：MSGMAX
• 一个队列的最大长度：MSGMNB

int msgget(key_t key, int msgflg);

• key : 键值，通过同一个键值来访问同一个消息队列（特殊键值IPC_PRIVATE,当前进程可用，私有队列没啥用）
• msgflg : 必须使用IPC_CREAT 和 | 按位或才能创建新的消息队列（没有则创建，已存在则忽略）
• 返回值 ：成功返回队列标识符（正整数），失败-1

int msgsnd(int msqid, const void* msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);

• msqid : msgget的返回的消息队列标识符
• msg_ptr : 是指向准备发送消息（数据块struct my_message{};）的指针
  约束条件：

• 消息队列的长度小于系统规定的上限
• 必须以一个长整形long int 变量开始（作为接收函数区分类型的标准）
  建议创建一个结构体类型:
  struct my_message
  {
  long int message_type; //消息类型 > 0
  ...
  }

• msg_sz : msg_ptr指向消息的长度（不包含类型的字节大小）
• msgflg : 控制此消息队列达到系统限制（队满），要发生的事。

(IPC_NOWAIT|函数不发送消息并立即返回-1)

队满情况下：如果没有请求类型的消息可用，且未指定IPC_NOWAIT，在MSGFLG中，调用过程被阻塞(等待系统的消息队列中腾出空间)，直到下列条件之一：

• 所需类型的消息放置再队列中
• 消息队列被系统删除，系统调用失败，错误号设置为EIDRM
• 调用进程捕获一个信号。在这种情况下，系统调用失败将errno设置为EINTR。

• 返回值：成功返回0，失败-1

int msgrcv(int msaid, void* msg_ptr, size_t msg_sz, long int mstype, int msgflg);

• msqid : 是msgget返回的消息队列的标识符
• msg_ptr : 是一个指向准备接收消息的指针（struct my_message{long int , …};）
• msg_sz : 是接收消息的长度（不包括消息类型字节大小）
• msgtype : 是一个长整数，可以实现简单形式的优先级（优先级消息队列）

注意：

• msgtype为0，获取队列中第一个可用消息
• 大于0，获取同种类型的第一条消息
• 小于0，获取 小于或等于msgtype的绝对值的类型的第一条消息

接受类型使用场景：

• 获取队列中每一个元素，msgtype = 0
• 获取msgtype对应类型的第一条消息
• 获取小于n类型的消息：msgtype = -n;

• msgflg : 控制队列中没有相应类型的消息可以接收时的事件。设置IPC_NOWAIT，函数立即返回-1；若IPC_NOWAIT标记被清除，进程将会挂起等待相应类型消息到达；

• 返回值：成功返回接收缓存区中的字节大小，消息被复制到msg_ptr指向的缓存空间中，删除消息队列中相应消息，失败返回-1

int msgctl(int msqid, int command, struct msqid_ds* buff);

• msqid : 时msgget返回的消息队列标识符
• command : 3种操作方式如下

• buf : struct msqid_ds类型的指针，结构体如下

struct msqid
{
uid_t msg_perm.uid;
uid_t msg_perm.gid;
mode_t msg_perm.mode;
}

a进程写入type = 1 data = "hello world"消息队列中，b进程获取该消息输出

• msg.h

#include 
#include 
#include 
#include 

struct msgbuf
{
	long int type;	//消息类型
	char data[32];	//数据
};

• a.c

#include "msg.h"

void SendMessage()
{
	//创建消息队列
	int msqid = msgget((key_t)8888, IPC_CREAT | 0600);
	if(msqid == -1)
	{
		perror("msgget err");
		return;
	}

	//向消息队列发送消息
	struct msgbuf buf;
	buf.type = 1;
	strcpy(buf.data, "hello world");
	
	if(msgsnd(msqid, &buf, 32, 0) == -1)
	{
		perror("msgsnd err");
		return;
	}
}


int main()
{
	SendMessage();
	return 0;
}

• b.c

#include "msg.h"

void RecvMessage()
{
	//创建消息队列
	int msqid = msgget((key_t)8888, IPC_CREAT | 0600);
	if(msqid == -1)
	{
		perror("msgget err");
		return;
	}

	//从消息队列获取消息
	struct msgbuf buf;
	
	if(msgrcv(msqid, &buf, 32, 1, 0) == -1)
	{
		perror("msgsnd err");
		return;
	}
	printf("%sn", buf.data);

	sleep(2);
	//销毁消息队列
	if(msgctl(msqid, IPC_RMID, NULL) == -1)
	{
		perror("msgctl IPC_RMID err");
		return;
	}
}


int main()
{
	RecvMessage();
	return 0;
}

结果：