- 一 消息队列概述
- 二 消息队列的特点
- 三 消息队列的创建和使用
- 3.1 获取系统唯一的key值
- 3.2 创建消息队列
- 3.3 查看消息队列和删除消息队列的shell命令
- 3.4 消息队列的信息格式的定义
- 3.5 发送消息函数msgsnd
- 3.6 接收消息函数msgrcv
- 3.7 总结
- 3.8 消息队列的控制
- 四 消息队列练习题：实现多人聊天程序
消息队列是消息的链表，存放在内存中，由内核维护；
二 消息队列的特点1. 消息队列中的消息是有类型的； 2. 消息队列中的消息是有格式的； 3. 消息队列可以实现消息的随机查询，消息不一定要以先进先出的次序读取，编程时可以按消息的类型读取； 4. 消息队列允许一个或多个进程向它写入或读取消息； 5. 与无名管道、命名管道一样，从消息队列中读取消息，消息队列中对应的消息将被删除； 6. 每个消息队列都有消息队列标识符，消息队列的标识符在整个系统中是唯一的； 7. 只有内核重启或人工删除消息队列时，该消息队列才会被删除；若不人工删除消息队列，消息队列将一直存在于系统中三 消息队列的创建和使用
System V提供的IPC通信机制需要一个key值，通过key值就可以在系统内获得一个唯一的消息队列标识符。key值可以人工指定，也可以通过ftok函数获得
3.1 获取系统唯一的key值- 需要的头文件和函数原型
#include#include key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
- 功能
获得项目相关的唯一的IPC键值
- 参数
pathname：路径名 proj_id：项目ID，非0整数（只有低8位有效）
- 返回值
成功：返回key值； 失败：返回-13.2 创建消息队列
- 需要的头文件和函数原型
#includeint msgget(key_t key, int msgflg);
- 功能
创建一个新的或者打开一个已经存在的消息队列。不同进程调用此函数，只有用相同的key值就能得到同一个消息队列的标识符
- 参数
key：IPC的key值 msgflg：标识函数的行为以及消息队列的权限 msgflg的取值： IPC_CREAT：创建消息队列 IPC_EXCL：检测消息队列是否存在 位或权限位：消息队列位或权限位后可以设置消息队列的访问权限，格式和open函数的mode_t一样，但可执行权限未使用
- 返回值
成功：返回消息队列的标识符； 失败：返回-1
- 查看消息队列
[root@ansible9 ~]# ipcs -q ------ Message Queues -------- key msqid owner perms used-bytes messages 0x01000080 0 root 666 0 0
- 删除消息队列
消息队列的信息格式是需要人工定义的，格式放在一个结构体中；
信息结构体中的第一个long型的成员的作用是，只有对这类信息感兴趣的进程才能拿到这类信息
- 需要的头文件和函数原型
#includeint msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
- 功能
向消息队列添加新消息 - 参数
msqid：消息队列标识符 msgp：要是的消息的结构体变量的地址 msgsz：消息正文的字节数（等于消息结构体的大小减去long类型的大小） msgflg：函数的控制属性 0：msgsnd调用阻塞直到条件满足为止 IPC_NOWAIT：若消息没有立刻发送则调用该函数的进程会立刻返回
- 返回值
成功：0 失败：-1
- 实例
- 需要的头文件和函数原型
#includessize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
- 功能
从标识符为msqid的信息队列中接收一个消息。一旦接收消息成功，则消息在消息队列中被删除 - 参数
msqid：消息队列的标识符，代表要从哪个消息队列中获取消息 msgp：存放消息的结构体地址 msgsz：消息正文的字节数 msgtyp：感兴趣的消息类型，可以有以下几种类型 msgtyp=0：返回队列中第一个消息 msgtyp>0：返回队列中消息类型为msgtyp的消息 msgtyp<0：返回队列中消息类型小于等于msgtyp的绝对值的消息，如果这种消息有若干个，则取类型值最小的消息 msgflg：函数的控制属性 0：msgrcv调用阻塞直到接收消息成功为止 MSG_NOERROR：若返回的消息字节数比nbytes字节数多，则消息就会截断到nbytes字节，且不通知消息发送进程； IPC_NOWAIT：调用进程会立即返回，若没有收到消息则立即返回-1
- 注意
若消息队列中有多种类型的消息，msgrcv获取消息的时候按消息类型获取，不是先进先出的； 在获取某类型消息的时候，若队列中有多条此类型的消息，则获取最先添加的消息，即先进先出；
- 返回值
成功：返回读取消息的长度； 失败：返回-1
- 实例
发：
#include#include #include #include #include #include int main(int arg, char *argv[]) { //获取IPC唯一key值key key_t key = ftok("/",1); printf("%#xn",key); //创建一个消息队列，队列标识符为msg_id int msg_id = msgget(key,IPC_CREAT|0666); printf("%dn",msg_id); //定义消息队列的信息格式MSG typedef struct msg { long type; char text[100]; int a; char name[32]; }MSG; //新建一个信息 MSG msg; memset(&msg,0,sizeof(msg)); msg.type=10; msg.a = 100; strcpy(msg.name,"andy"); strcpy(msg.text,"ni hao"); //发送上面新建的信息 msgsnd(msg_id, &msg, sizeof(MSG)-sizeof(long),0); return 0; }
收：
#include3.7 总结#include #include #include #include #include int main(int arg, char *argv[]) { //获取IPC唯一key值key key_t key = ftok("/",1); printf("%#xn",key); //创建一个消息队列，队列标识符为msg_id int msg_id = msgget(key,IPC_CREAT|0666); printf("%dn",msg_id); //定义消息队列的信息格式MSG typedef struct msg { long type; char text[100]; int a; char name[32]; }MSG; //接收消息 MSG msg; memset(&msg,0,sizeof(msg)); msgrcv(msg_id, &msg, sizeof(MSG)-sizeof(long), 10,0); printf("发送者：%sn", msg.name); printf("消息：%sn", msg.text); return 0; }
不管是发送者还是接收者
1. ftok得到唯一key 2. msgget创建消息队列
发送者
3. MSG msg； 4. msg.mtype=接收感兴趣的类型值; 5. msgsnd(msg_id, &msg, sizeof(MSG)-sizeof(long), 0);//发送消息到消息队列
接收者
1. MSG msg; 2. msgrcv(msg_id, &msg, sizeof(MSG)-sizeof(long), 接收感兴趣的类型值, 0);3.8 消息队列的控制
- 需要的头文件和函数原型
#includeint msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
- 功能
对消息队列进行各种控制，如删除消息队列，修改消息队列的属性 - 参数
msqid：消息队列的标识符 cmd：函数功能的控制 buf：msqid_ds数据类型的地址，用来存放或更改消息队列的属性 cmd函数功能的控制： IPC_RMID：删除由msqid标识的消息队列，将他从系统中删除并破坏相关的数据结构 IPC_STAT：将msqid相关的数据结构中各个元素的当前值存入到由buf指向的结构中 IPC_SET：将msqid相关的数据结构中的元素设置为由buf指向的结构中的对应值
- 返回值
成功：返回0； 失败：返回-1
- 实例
a. 删除消息队列
int w = msgctl(msg_id,IPC_RMID,NULL);
b. 查看消息队列属性
#include#include #include #include #include #include #include //定义人名和消息类型的对应关系 char *peple[3] = { "andy:10", "linda:20", "tony:30" }; long type = 0; //消息类型 //定义消息结构体 typedef struct _msg{ long mtype; //接收者类型 char content[100]; //发送的消息 char name[20]; //发送者姓名 }MSG; //标记我是谁 char me[20]=""; int main(int argc, char * kwargs[]) { //获取系统ipc key key_t key = ftok("/",100); //创建消息队列 int msg_id = msgget(key, IPC_CREAT|0666); printf("消息id：%dn",msg_id); //创建两个子进程一个发消息，一个收消息 int i = 0; for(;i<2;i++) { pid_t pid = fork(); if (pid == 0) break; } if(i==0) //第一个子进程负责发送消息 { while(1) { char who[32] = ""; printf("给谁发送消息："); fgets(who,sizeof(who),stdin); who[strlen(who)-1]=' '; strcat(who,":"); for(int n=0;n<3;n++) { if(strncmp(who,peple[n],strlen(who))==0) { char *tmp1; char name[10]=""; memcpy(name,peple[n],strlen(peple[n])); tmp1 = strtok(name,":"); tmp1 = strtok(NULL,":"); type = atol(tmp1); break; } } char msg[128] = ""; printf("请输入要发送的消息："); fgets(msg,sizeof(msg),stdin); msg[strlen(msg)-1]=' '; //将消息放入消息队列 MSG new_msg; new_msg.mtype = type; memcpy(new_msg.content,msg,strlen(msg)); #ifdef ANDY memcpy(new_msg.name,"andy",sizeof("andy")); #endif #ifdef LINDA memcpy(new_msg.name,"linda",sizeof("lnda")); #endif #ifdef TONY memcpy(new_msg.name,"tony",sizeof("tony")); #endif int res = msgsnd(msg_id,&new_msg,sizeof(MSG)-sizeof(long),0); } } else if(i==1) //第二个子进程负责接收消息 { while(1) { MSG new_msg; char who[20]; #ifdef ANDY memcpy(who,"andy:",strlen("andy:")); #endif #ifdef LINDA memcpy(who,"linda:",strlen("linda:")); #endif #ifdef TONY memcpy(who,"tony:",strlen("tony:")); #endif for(int n=0;n<3;n++) { if(strncmp(who,peple[n],strlen(who)-1)==0) { char *tmp1; char name[10]=""; memcpy(name,peple[n],strlen(peple[n])); tmp1 = strtok(name,":"); tmp1 = strtok(NULL,":"); type = atol(tmp1); break; } } //接收消息 int res = msgrcv(msg_id,&new_msg,sizeof(MSG)-sizeof(long),type,0); printf("r%s说:%sn",new_msg.name,new_msg.content); printf("给谁发消息: "); fflush(NULL); } } else if(i==2) //父进程负责子进程资源回收 { while(1) { pid_t pid = waitpid(-1,NULL,WNOHANG); if(pid>0) { printf("子进程%d退出了n",pid); } else if(pid==0) { continue; } else if(pid == -1) { break; } } } return 0; }
