linux消息队列

本文详细介绍了消息队列作为一种进程间通信方式的工作原理和技术细节。包括如何通过消息结构体进行数据封装,创建和操作消息队列的过程,以及发送和接收消息的具体实现方法。
共享内存:
  双工 数据流 数据无边界 数据无序 保存最后一个数据

 消息队列,共享队列:本质还是共享内存
 消息队列中的消息是结构体。
 编程模型:
  A        B
 定义接收结构体  msgbuf  定义发送结构体
         制作msg
 创建key       创建key
 创建msgq  msgget 
 设置msgq   msgctl    
         获取msgq(msgget) 
 接收msg  msgrcv    发送msg msgsnd
 删除msgq    msgctl
 #include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    int msgget(//成功返回msgid失败返回-1
    key_t key,  //key
    int msgflg);//方式和权限
    int  msgctl(
    int  msqid,  //
    int   cmd,   //行为方式  IPC_RMID IPC_STAT IPC_SET
    struct msqid_ds *buf);//msg信息结构体

    struct msgbuf {
        long mtype;  /* message type, must be > 0 */
        char mtext[1];/* message data */
    };
    int msgsnd(
    int msqid, //msgget的返回值
    const void *msgp, //指向结构体的指针
    size_t msgsz, //结构体中mtext大小
    int msgflg); //发送方式
     MSG_NOWAIT   非阻塞方式
     0   默认方式 阻塞方式

    ssize_t msgrcv(
    int msqid,
    void *msgp,
    size_t msgsz,
    long msgtyp,//接收的信息类型
    int msgflg);

A

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

//每条消息的长度
#define LEN 20
struct msgbuf{//step1:制作消息结构体
	long mtype;
	char mtext[LEN];
};

int main(){
	//step2:制作key
	key_t key = ftok(".",99);
	if(-1 == key) printf("ftok error:%m\n"),exit(-1);
	printf("ftok %m\n");

	//step3:创建msgq
	int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|0666);
	if(-1 == msgid) printf("message quque creat error:%m\n"),exit(-1);
	printf("message quque creat %m\n");

	//step4:设置msgq大小
	//不需要设置大小,内核会自定义其大小这个程序中足够使用
	//step5:从msgq中接收消息
	int i;
	long type = 2;
	struct msgbuf buf;
	int r;
	for(i=0;i<10;i++){
		r = msgrcv(msgid,&buf,LEN,type,IPC_NOWAIT);
		if(r>0)
			printf(">> %s\n",buf.mtext);
	}
}


B

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

//每条消息的长度
#define LEN 20
struct msgbuf{//step1:制作消息结构体
	long mtype;
	char mtext[LEN];
};

int main(){
	//step2:制作key
	key_t key = ftok(".",99);
	if(-1 == key) printf("ftok error:%m\n"),exit(-1);
	printf("ftok %m\n");

	//step3:创建msgq
	int msgid = msgget(key,0);
	if(-1 == msgid) printf("message quque creat error:%m\n"),exit(-1);
	printf("message quque creat %m\n");



	//step4:发送消息到msgq中
	int i;
	struct msgbuf buf[20];
	int r;
	//4.1 制作消息
	for(i=0;i<10;i++){
		sprintf(buf[i].mtext,"%s:%d","hello",i);
		buf[i].mtype = 1;
	}
	for(i=10;i<20;i++){
		sprintf(buf[i].mtext,"%s:%d","world",i);
		buf[i].mtype = 2;
	}

	//4.2 发送消息
	for(i=0;i<20;i++){
		r = msgsnd(msgid,&buf[i],LEN,IPC_NOWAIT);
		if(!r)
			printf("发送完第%d条消息!\n",i+1);
		else
			printf("send %d error:%m\n",i);
	}
}


Linux系统中的消息队列是一种进程间通信(IPC)机制,允许同进程之间通过发送和接收消息进行数据交换。它广泛应用于分布式系统、消息中间件等场景中,例如 RabbitMQ 和 Kafka。 ### 消息队列的基本使用 Linux 提供了 System V 消息队列和 POSIX 消息队列两种实现方式。System V 消息队列是较早的实现方式,使用 `msgget`、`msgsnd`、`msgrcv` 等系统调用来操作消息队列。以下是一个简单的使用示例: ```c #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h> #include <stdio.h> #include <string.h> struct my_msg { long mtype; char mtext[200]; }; int main() { struct my_msg msg; int msqid; key_t key = ftok("msgqueue", 'B'); msqid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT); if (msqid == -1) { perror("msgget"); return 1; } while (1) { msgrcv(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0, 0); printf("Received: %s\n", msg.mtext); } return 0; } ``` 在上述代码中,首先使用 `msgget` 创建或获取一个消息队列标识符,然后使用 `msgrcv` 接收消息。发送端则使用 `msgsnd` 发送消息。 ### 消息队列的配置 Linux 提供了几个关键的配置参数用于控制消息队列的行为: - `/proc/sys/kernel/msgmax`:指定单个消息的最大长度,默认值为 8192 字节。 - `/proc/sys/kernel/msgmnb`:指定一个消息队列的最大字节数,默认值为 16384 字节。 - `/proc/sys/kernel/msgmni`:指定消息队列标识的最大数目,默认值为 16[^2]。 这些参数可以通过 `sysctl` 命令进行修改。例如,要修改 `msgmax` 的值,可以使用以下命令: ```bash sudo sysctl -w kernel.msgmax=16384 ``` 如果需要永久生效,可以将配置写入 `/etc/sysctl.conf` 文件中: ```bash echo "kernel.msgmax = 16384" | sudo tee -a /etc/sysctl.conf sudo sysctl -p ``` ### 消息队列的管理 在 Linux 中,可以使用 `ipcs` 命令查看当前系统中的消息队列信息: ```bash ipcs -q ``` 该命令会列出所有当前存在的消息队列,包括它们的标识符、权限、所有者等信息。 要删除一个消息队列,可以使用 `ipcrm` 命令。例如,要删除一个标识符为 `123456` 的消息队列,可以执行以下命令: ```bash ipcrm -q 123456 ``` ### 消息队列的应用 除了传统的 System V 消息队列,现代系统中还常用一些高级消息队列系统,如 RabbitMQ 和 Kafka。 RabbitMQ 是一个基于 AMQP 协议的企业级消息队列系统,适用于需要高可靠性和复杂路由规则的场景。安装 RabbitMQ 通常需要先安装 Erlang 环境,然后通过包管理工具安装 RabbitMQ 服务器并启动服务。 Kafka 是一种高吞吐量的分布式消息队列系统,适用于大数据实处理场景。Kafka 的安装相对简单,下载解压后即可启动服务。以下是一个消费 Kafka 消息的示例命令: ```bash ./bin/kafka-console-consumer.sh --topic test-topic --from-beginning --bootstrap-server localhost:9092 ``` 该命令会从指定的主题中消费消息,并从头开始读取。 ### 消息队列的优势与适用场景 消息队列的优势在于能够解耦生产者和消费者,提高系统的可扩展性和可靠性。它适用于需要异步处理、流量削峰、日志收集等场景。例如,在电商系统中,订单服务可以将订单信息发送到消息队列,库存服务和物流服务则分别从队列中获取订单信息进行处理。 ### 消息队列的注意事项 在使用消息队列,需要注意以下几点: 1. **消息丢失**:确保消息在传输过程中会丢失,可以通过持久化、确认机制等方式实现。 2. **消息重复**:消费者在处理消息可能会遇到重复的消息,需要保证幂等性。 3. **消息顺序**:某些场景下需要保证消息的顺序性,这需要消息队列系统支持。 4. **性能调优**:根据实际需求调整消息队列的配置,以获得最佳性能。 ### 总结 Linux 消息队列是一种强大的进程间通信机制,适用于多种应用场景。无论是传统的 System V 消息队列,还是现代的 RabbitMQ 和 Kafka,都提供了丰富的功能和灵活的配置选项。通过合理配置和使用消息队列,可以有效提升系统的可靠性和可扩展性。
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