Linux进程间通信——消息队列

消息队列：    

   1.一种从一个进程向另外一个进程发送数据块的方法；

                    2.每个数据块都被认为是有一个类型，接受者进程接收的数据块可以有不同的类型值；

                    3.消息队列的读取不一定是先入先出；

                    4.消息队列的生命周期是随内核的；

                    5.每个消息的最大长队是由上限的，系统上消息队列的总数也有一个上限。

在Linux中使用消息队列

Linux提供了一系列消息队列的函数接口来让我们方便地使用它来实现进程间的通信。

1、msgget函数

该函数用来创建和访问一个消息队列。它的原型为：

int msgget(key_t, key, int msgflg);

msgflg是一个权限标志，表示消息队列的访问权限，它与文件的访问权限一样。msgflg可以与IPC_CREAT做或操作，表示当key所命名的消息队列不存在时创建一个消息队列，如果key所命名的消息队列存在时，IPC_CREAT标志会被忽略，而只返回一个标识符。

它返回一个以key命名的消息队列的标识符（非零整数），失败时返回-1.

注：key值来自于函数 key_t ftok(char*pathname,char proj);

该函数返回与路径pathname相对应的一个键值key

2、msgsnd函数

该函数用来把消息添加到消息队列中。它的原型为：

int msgsend(int msgid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);

msgid是由msgget函数返回的消息队列标识符。

msg_ptr是一个指向准备发送消息的指针，但是消息的数据结构却有一定的要求，指针msg_ptr所指向的消息结构一定要是以一个长整型成员变量开始的结构体，接收函数将用这个成员来确定消息的类型。

消息结构定义：

struct msgbuf

{

 long mtype;//消息类型

char mtext[1];//消息数据的首地址

}

如果调用成功，消息数据的一分副本将被放到消息队列中，并返回0，失败时返回-1.

3、msgrcv函数

该函数用来从一个消息队列获取消息，它的原型为

int msgrcv(int msgid, void *msg_ptr, size_t msg_st, long int msgtype, int msgflg);

msgid, msg_ptr, msg_st的作用也函数msgsnd函数的一样。

msgtype可以实现一种简单的接收优先级。如果msgtype为0，就获取队列中的第一个消息。如果它的值大于零，将获取具有相同消息类型的第一个信息。如果它小于零，就获取类型等于或小于msgtype的绝对值的第一个消息。

msgflg用于控制当队列中没有相应类型的消息可以接收时将发生的事情。

调用成功时，该函数返回放到接收缓存区中的字节数，消息被复制到由msg_ptr指向的用户分配的缓存区中，然后删除消息队列中的对应消息。失败时返回-1.

4、msgctl函数

该函数用来控制消息队列，它与共享内存的shmctl函数相似，它的原型为：

int msgctl(int msgid, int command, struct msgid_ds *buf); 

command是将要采取的动作，它可以取3个值，

    IPC_STAT：把msgid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值，即用消息队列的当前关联值覆盖msgid_ds的值。

    IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把消息列队的当前关联值设置为msgid_ds结构中给出的值

    IPC_RMID：删除消息队列

buf是指向msgid_ds结构的指针，它指向消息队列模式和访问权限的结构。

使用消息队列进行进程间通信

#include <signal.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>


#define PATH "/zyy/nanjing/1.29/msg"


struct msg_buf
{
int mtype;
char mtext[10];
};


void msg_stat(int msgid,struct msqid_ds);


int main()
{
int gflag,sflag,rflag;
key_t key;
int msgid;
int reval;
struct msg_buf msg_sbuf,msg_rbuf;
struct msqid_ds msg_ginfo,msg_sinfo;
key = ftok(PATH,'a');
gflag = IPC_CREAT | IPC_EXCL;
msgid = msgget(key,gflag | 00666);
if(msgid == -1)
{
printf("msg create error\n");
exit(1);
}
//创建一个消息队列后输出其默认属性
msg_stat(msgid,msg_ginfo);
sflag = IPC_NOWAIT;
msg_sbuf.mtype = 10;
strcpy(msg_sbuf.mtext,"abc");
reval = msgsnd(msgid,&msg_sbuf,sizeof(msg_sbuf.mtext),sflag);
if(-1 == reval)
{
printf("message send error\n");
exit(1);
}
//发送一个消息后输出消息队列属性
msg_stat(msgid,msg_ginfo);
rflag = IPC_NOWAIT | MSG_NOERROR;
reval = msgrcv(msgid,&msg_rbuf,4,10,rflag);
if(-1 == reval)
{
printf("message receive error\n");
exit(1);
}
else
{
printf("read from msg queue %d bytes\n",reval);
}


//从消息队列读出消息后，输出消息队列属性
msg_stat(msgid,msg_ginfo);
msg_sinfo.msg_perm.uid = 8;
msg_sinfo.msg_perm.gid = 8;
msg_sinfo.msg_qbytes = 16388;
//此处超级用户可以更改消息队列的默认值msg_qbytes
//注意这里设置的值大于默认值
reval = msgctl(msgid,IPC_SET,&msg_sinfo);
if(-1 == reval)
{
printf("msg set info error\n");
return;
}
msg_stat(msgid,msg_ginfo);
reval = msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);//删除消息队列
if(reval == -1)
{
printf("unlink msg queue error\n");
return;
}
}


void msg_stat(int msgid,struct msqid_ds msg_info)
{
int reval;
sleep(1);
reval = msgctl(msgid,IPC_STAT,&msg_info);
if(reval == -1)
{
printf("get msg info error\n");
return;
}
printf("\n");
printf("current number of bytes on queue is %d\n",msg_info.msg_cbytes);
printf("number of message in queue is %d\n",msg_info.msg_qnum);
printf("max number of bytes in queue is %d\n",msg_info.msg_qbytes);
//每个消息队列的容量（字节数）都有限制MSGMNB，值的大小因系统而异。在创建新的消息队列时，msg_qbytes的默认值是MSGMNB
printf("pid of last msgsnd is %d\n",msg_info.msg_lspid);
printf("pid of last msgrcv is %d\n",msg_info.msg_lrpid);
printf("last msgsnd time is %s",ctime(&(msg_info.msg_stime)));
printf("last msgrcv time is %s",ctime(&(msg_info.msg_rtime)));
printf("last change time is %s",ctime(&(msg_info.msg_ctime)));
printf("mag uid is %d\n",mag_info.msg_perm.uid);
printf("msg gid is %d\n",msg_info.msg_perm.gid);
}