linux应用编程笔记(15)消息队列编程

最新推荐文章于 2022-05-01 07:15:00 发布

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分类专栏： Application 文章标签： Linux 消息队列

本文链接：https://blog.youkuaiyun.com/Deep_l_zh/article/details/50239339

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摘要： 总结了消息队列的定义，详解了使用消息队列的常用函数，最后给出一个实例加深理解。

一、什么是消息队列

由于linux早期的通信机制只有信号量，但是信号量所能够传递的数据量非常小，并且管道只能传送无格式的字节流，这样就越来越不能满足应用编程的需求，于是消息队列被开发出来克服了这些缺点。

消息队列本质是一个消息链表，可以把消息看做一个记录，其具有特定的格式，进程可以按照一定的规则向其中添加消息，另一些进程则可以根据规则读走这些消息。

消息队列有两个种类：一种是POSIX（可移植操作系统接口）消息队列，一种是system V消息队列，后者目前被大量的使用，其中系统V消息队列是随着内核持续的，只有在内核重启和人工删除的时候，该消息队列才会被删除。

二、使用消息队列的函数

1.创建键值函数

key_t ftok(char* fname,int id);

那么这个ftok是如何工作的呢？两个参数，一个是我们要使用的文件名，另一个是我们的项目id，一般id不要为0即可。ftok会根据这个两个数字组合成一个键值，当ab进程使用的时候根据文件名和项目id就会访问到相同的消息队列集合，这部分在前面信号量互斥编程的时候总结过，不多做赘述。

2.打开/创建消息队列

函数名：msgget

函数原型：int msgget(key_t key, int msgflg);

函数功能：获取消息队列的标识符

当key键值指定的信号量集合不存在，并且msgflg等于IPC_CREAT的时候，就创建消息队列，并和键值关联，返回与之对应的标识符。

头文件：#include <sys/types.h> #include<sys/ipc.h> #include <sys/msg.h>

返回值：成功返回与key对应的消息队列的标识符，失败返回-1

参数说明：

1.key_t key

由ftok获得，键值

2.int msgflg

标志位，主要有以下几个取值，IPC_CREAT，创建新的消息队列，IPC_EXCL,与IPC_CREAT一同使用，如果要创建的消息队列已经存在，则返回错误。IPC_NOWAIT读写消息队列无法满足的时候，不阻塞进程。

以下两种情况，将创建一个新的消息队列：第一，如果没有与key键值对应的消息队列，并且msgflg的值包含IPC_CREAT，就创建。第二，key的flg为IPC_PRIVATE。

3.发送消息

函数名：msgsnd

函数原型：int msgsnd(int msqid,const void *msgp,size_tmsgsz,int msgflg);

函数功能：向消息队列中发送一条消息。

头文件：#include <sys/types.h> #include<sys/ipc.h> #include <sys/msg.h>

返回值：成功返回0，失败返回-1。

参数说明：

1.int msqid

msgget函数返回的消息队列的标识符。

2.const void *msgp

该指针指向存放消息的结构体，具体结构如下：

struct msgbuf{

long mtype;//消息类型>0

char mtext[1];//消息数据的首地址

}

这里根据mtype的值来取啥名类型的消息，比如1对应一个类型，2对应一个类型，3对应一个类型等等。

3.size_t msgsz

消息数据的长度

4.int msgflg

发送标志，常用的就是IPC_NOWAIT，表示消息队列没有足够空间容纳发送的消息的时候，不阻塞发送消息的进程。

3.接受消息

函数名：msgrcv

函数原型：ssize_t msgsnd(int msqid, void *msgp,size_t msgsz,longmsgtyp,int msgflg);

函数功能：从msqid标识的消息队列中取走一条消息，该消息类型为msgtyp，并把消息存储在msgp指向的msgbuf中。在成功的读取一条消息后，该消息将在消息列表中被删除。

头文件：#include <sys/types.h> #include<sys/ipc.h> #include <sys/msg.h>

返回值：成功返回从数组中读取的消息的字节数，失败返回-1。

参数说明：

1.int msqid

msgget函数返回的消息队列的标识符。

2.void *msgp

该指针指向存放消息的结构体，具体结构如下：

struct msgbuf{

longmtype;//消息类型>0

char mtext[1];//消息数据的首地址

}

这里根据mtype的值来取啥名类型的消息，比如1对应一个类型，2对应一个类型，3对应一个类型等等。

3.size_t msgsz

消息数据的长度

4.long msgtyp

要取走的消息的类型

5.int msgflg

发送标志，常用的就是IPC_NOWAIT，表示消息队列没有足够空间容纳发送的消息的时候，不阻塞发送消息的进程。

下面是一个接受消息的例程：

<span style="font-size:18px;">int read_message(int qid,long type,structmymsgbuf* qbuf)
{
    int result,length;
    length=sizeof(structmymsgbuf)-sizeof(long);
    if((result==msgrcv(qid,qbuf,length,type,0))==-1)
{
    return -1;
}
    return result;
}
 </span>

4.删除消息队列

函数使用：msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);

返回值：失败返回-1则删除失败，成功返回0.

三、消息队列的使用编程

<span style="font-size:18px;">#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/types.h>
#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
 
struct msg_buf//该机构体是存放消息类型和具体发送数据的
    {
       int mtype;
       char data[255];  
    };
 
 
int main(void)
{
    key_t key;
    int msgid;
    int ret;
    struct msg_buf msgbuf;
   
    /*创建键值*/
    key=ftok("/home/passionbird/project",'p');
    printf("key= %x\n",key);
   
    /*创建消息队列*/
    msgid=msgget(key,IPC_CREAT|0666);//将创建的键值给msgget，如果不存在关联的消息队列，就创建，权限为0666
   
 if(msgid == -1)
       {
           printf("creatmsg error!\n");
           return-1;
       }
   
    /*发送消息到队列*/
    msgbuf.mtype=getpid();//这里使用的消息类型由getpid()给出
    strcpy(msgbuf.data,"thisis a msg test demo!");//将消息拷贝到msgbuf的data数组中
    ret=msgsnd(msgid,&msgbuf,sizeof(msgbuf.data),IPC_NOWAIT);//msgid是消息队列的标识符，第二个参数是指针，所以把结构体地址给进去，
    if(ret== -1)                                            //第三个参数是数据的大小，最后是表示发送不了的时候不阻塞该进程。
       {
           printf("sendmsg error!\n");
           return-1;
       }
   
   
    /*从消息队列读走消息*/
    ret=msgrcv(msgid,&msgbuf,sizeof(msgbuf.data),getpid(),IPC_NOWAIT);
   
    if(ret== -1)                                          
       {
           printf("receive msg error!\n");
           return-1;
       }  
   
    printf("We received message:%s\n",msgbuf.data);//打印出来接收到的消息
   
    ret=msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);//删除消息队列
    if(ret!= -1)
    {
        printf("remove mymsg sucessed!\n");
    }
   
    return0;
    }</span>

编译运行后效果如下：