15_ipc中的消息队列

消息队列

 消息队列提供了一个从一个进程向另外一个进程发送一块数据的方法
 每个数据块都被认为是有一个类型，接收者进程接收的数据块可以有不同的类型值
 消息队列也有管道一样的不足，就是每个消息的最大长度是有上限的（MSGMAX），每个消息队列的总的字节数是有上限的（MSGMNB），系统上消息队列的总数也有一个上限（MSGMNI）

对比：
管道：流管道 先进先出
消息：有边界可以后进入、先出来

消息大小三大限制
cat /proc/sys/kernel/msgmax 最大消息长度 限制
cat /proc/sys/kernel/msgmnb 消息队列总的字节数
cat /proc/sys/kernel/msgmni 消息条目数

IPC对象数据结构

	内核为每个IPC对象维护一个数据结构
struct ipc_perm {
	key_t          __key;       /* Key supplied to xxxget(2) */
	uid_t          uid;         /* Effective UID of owner */
	gid_t          gid;         /* Effective GID of owner */
	uid_t          cuid;        /* Effective UID of creator */
	gid_t          cgid;        /* Effective GID of creator */
	unsigned short mode;        /* Permissions */
	unsigned short __seq;       /* Sequence number */
};

struct msqid_ds {
	struct ipc_perm msg_perm;     /* Ownership and permissions */
	time_t	     msg_stime;    /* Time of last msgsnd(2) */
 	time_t	     msg_rtime;    /* Time of last msgrcv(2) */
	time_t	     msg_ctime;    /* Time of last change */
	unsigned long    __msg_cbytes; /* Current number of bytes in
						queue (nonstandard) */
	msgqnum_t	     msg_qnum;     /* Current number of messages
			                                                in queue */
	msglen_t	     msg_qbytes;   /* Maximum number of bytes
                                                allowed in queue */
	pid_t	                  msg_lspid;      /* PID of last msgsnd(2) */
	pid_t                  msg_lrpid;      /* PID of last msgrcv(2) */
};

消息队列在内核中的表示

消息队列函数

	#include <sys/types.h>
	#include <sys/ipc.h>
	#include <sys/msg.h>
	int msgget(key_t key, int msgflg);
	int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
	int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
	ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

msgget函数

 功能：用来创建和访问一个消息队列
 原型
 int msgget(key_t key, int msgflg);
 参数
 key: 某个消息队列的名字
 msgflg:由九个权限标志构成，它们的用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的
 返回值：成功返回一个非负整数，即该消息队列的标识码；失败返回-1

msgctl函数

 功能：消息队列的控制函数
 原型
 int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
 参数
 msqid: 由msgget函数返回的消息队列标识码
 cmd:是将要采取的动作,（有三个可取值）
 返回值：成功返回0，失败返回-1

cmd:将要采取的动作（有三个可取值），分别如下：

msgsnd函数

 功能：把一条消息添加到消息队列中
 原型
 int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
 参数
 msgid: 由msgget函数返回的消息队列标识码
 msgp:是一个指针，指针指向准备发送的消息，
 msgsz:是msgp指向的消息长度，这个长度不含保存消息类型的那个long int长整型
 msgflg:控制着当前消息队列满或到达系统上限时将要发生的事情
 返回值：成功返回0；失败返回-1
 msgflg=IPC_NOWAIT表示队列满不等待，返回EAGAIN错误。
 消息结构在两方面受到制约。首先，它必须小于系统规定的上限值；其次，它必须以一个long int长整数开始，接收者函数将利用这个长整数确定消息的类型
 消息结构参考形式如下：
struct msgbuf {
long mtype;
char mtext[100];
}

msgrcv函数

 功能：是从一个消息队列接收消息
 原型
 ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
 参数
 msgid: 由msgget函数返回的消息队列标识码
 msgp:是一个指针，指针指向准备接收的消息，
 msgsz:是msgp指向的消息长度，这个长度不含保存消息类型的那个long int长整型
 msgtype:它可以实现接收优先级的简单形式
 msgflg:控制着队列中没有相应类型的消息可供接收时将要发生的事
 返回值：成功返回实际放到接收缓冲区里去的字符个数，失败返回-1

dm01_msgbase.c

//打开消息队列,若不存在,则报错
#if 0
int test()
{
	int msgid;
	// int msgget(key_t key, int msgflg);
	//msgflag如果只写权限,表示要打开文件,这个文件必须存在
	msgid = msgget(0x1234, 0666);//0表示8进制
	if (msgid == -1) 
	{
		if (errno == ENOENT) 
		{
			printf("自己检查错误, 消息队列不存在\n");
		}
		perror("msgget");
		return -1;
	}
	system("ipcs -q");
	return 0;
}
#endif
/*
	hzmct@U-64:/study/linuxtest/day06/ipc_queue$ ./dm01_msgbase
	自己检查错误, 消息队列不存在
	msgget: No such file or directory
*/

//打开消息队列,若存在,使用旧的,若不存在,则创建
#if 0
int test()
{
	int msgid;
	msgid = msgget(0x1234, 0666|IPC_CREAT);
	if (msgid == -1) 
	{
		if (errno == ENOENT) 
		{
			printf("自己检查错误, 消息队列不存在\n");
		}
		perror("msgget");
		return -1;
	}
	printf("创建消息队列成功\n");
	return 0;
}
#endif

//打开消息队列,若存在,使用旧的,若不存在,则创建
//获取消息队列的id
#if 0
int test()
{
	int msgid;
	msgid = msgget(0x1234, 0666|IPC_CREAT);
	if (msgid == -1) 
	{
		if (errno == ENOENT) 
		{
			printf("自己检查错误, 消息队列不存在\n");
		}
		perror("msgget");
		return -1;
	}
	printf("msgid:%d\n", msgid);
	printf("创建消息队列成功\n");
	return 0;
}
#endif

//若 IPC_CREAT and IPC_EXCL 在一起。。。。
//若不存在,则创建
//打开消息队列,若存在,则提示已经存在
//单独使用IPC_EXCL没有任何意义
#if 0
int test()
{
	int msgid;
	msgid = msgget(0x1234, 0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL);
	if (msgid == -1) 
	{
		if (errno == ENOENT) 
		{
			printf("自己检查错误, 消息队列不存在\n");
		}
		
		if (errno == EEXIST) 
		{
			printf("自己检查错误, 消息队列已经存在\n");
		}
		perror("msgget");
		return -1;
	}
	printf("msgid:%d\n", msgid);
	printf("创建消息队列成功\n");
	return 0;
}
#endif

/*
	IPC_PRIVATE创建消息队列,只能在自己家族中使用
	不能在没有血缘关系的进程间用
	当使用了 IPC_PRIVATE,则 IPC_CREAT and IPC_EXCL不起作用
	。
	每次执行程序,msqid都不一样
	
	hzmct@U-64:~$ ipcs -q

------ Message Queues --------
key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages             
0x00000000 32769      hzmct      666        0            0           
0x00000000 65538      hzmct      666        0            0           
0x00000000 98307      hzmct      666        0            0           
0x00000000 131076     hzmct      666        0            0  
*/
#if 0
int test()
{
	int msgid;
	msgid = msgget(IPC_PRIVATE, 0666);
	if (msgid == -1) 
	{
		if (errno == ENOENT) 
		{
			printf("自己检查错误, 消息队列不存在\n");
		}
		
		if (errno == EEXIST) 
		{
			printf("自己检查错误, 消息队列已经存在\n");
		}
		perror("msgget");
		return -1;
	}
	printf("msgid:%d\n", msgid);
	printf("创建消息队列成功\n");
	return 0;
}
#endif

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