System V IPC进程间通信——消息队列

System V IPC

IPC 是进程间通信（Interprocess Communication）的缩写，通常指允许用户态进程执行下列操作的一组机制

• 通过信号量与其他进程进行同步
• 向其他进程发送消息或者从其他进程接收消息
• 和其他进程共享一段内存

System V IPC 最初是在一个名为“Columbus Unix” 变体中引入的，现在大部分Unix系统中都可以找到。

IPC 资源

IPC资源包括信号量、消息队列、共享内存，IPC数据结构是在请求IPC时动态创建的，每个IPC资源都是持久的，除非被进程释放，否则永远驻留在内存中，直到系统关闭。根据IPC新资源时信号量、消息队列、还是共享内存区，分别调用semget（），msgget（），shmget（）函数创建IPC资源。本章详细讲一下消息队列。

消息队列

进程间通过IPC消息队列通信，进程产生的每条消息都被发送到一个IPC消息队列中，这个消息一直存放在队列中，直到另外一个进程将其读走，故消息只适用于两个进程间通信。消息是由固定大小的首部，该首部是一个long int 型，用来存放消息类型和可变长度的正文组成。

创建、获取一个消息队列-msgget()

int msgget(key_t key, int msgflg)

key : 键值，每一个消息队列都有一个键值，一般有函数ftok生成，也可以自定定义，是一个32位整形
msgflg：消息队列标识符，同时设定该队列的权限，
msgflg的值为IPC_CREAT：如果不存在key值的消息队列，且权限不为0，则创建消息队列，并返回一个消息队列ID。如果存在，则直接返回消息队列ID。
msgflg的值为 IPC_CREAT | IPC_EXCL：如果不存在key值的消息队列，且权限不为0，则创建消息队列，并返回一个消息队列ID。如果存在，则产生错误。

发送消息函数-msgsnd()

int msgsnd(int msgid,const void *ptr,size_t nbytes,int flag);

msgid：通过函数msgget 返回的队列标识符。
ptr：发送消息结构，包括一个固定大小的首部和可变长度的正文
nbytes：正文长度
flag：值可以为0或者IPC_NOWAIT。为0时，当消息队列满时，msgsnd将会阻塞，直到消息能写进消息队列或者消息队列被删除。为IPC_NOWAIT时，当消息队列满了，msgsnd函数将不会等待，会立即出错返回EAGAIN

接收消息函数-msgrcv()

ssize_t msgrcv(int msgid,void *ptr,size_t nbytes,long type,int flag);

msgid：通过函数msgget 返回的队列标识符。
ptr：接收消息结构，包括一个固定大小的首部和可变长度的正文
nbytes：正文长度
type: 该值是发送消息结构的首部消息类型

	type ==0 返回队列中的第一个消息
    type > 0 返回队列中消息类型为type的第一个消息
    type < 0 返回队列中消息类型值小于等于type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

flag:可以为0、IPC_NOWAIT、IPC_EXCEPT

    为0时，阻塞式接收消息，没有该类型的消息msgrcv函数一直阻塞等待
    为IPC_NOWAIT时，如果没有返回条件的消息调用立即返回，此时错误码为ENOMSG
    为IPC_EXCEPT时，与msgtype配合使用返回队列中第一个类型不为msgtype的消息

消息控制函数-msgctl()

int msgctl(int msgid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

msgid：通过函数msgget 返回的队列标识符。
cmd有三个，常用删除消息队列的为IPC_RMID；IPC_STAT：取此队列的msqid_ds结构，并将它存放在buf指向的结构中；IPC_SET：改变消息队列的状态，把buf所指的msqid_ds结构中的uid、gid、mode复制到消息队列的msqid_ds结构内。可设置的属性包括：msg_perm.uid、msg_perm.gid、msg_perm.mode以及msg_qbytes

接下来是客户端和服务端的代码例子

server.c
<

key_t key = ftok("/home", 24);
int msgid = msgget(key,O_RDONLY);
if(msgid<0)
{   
    LOG_INFO("recv msgget error!");
    exit(-1);
}
memset(&rcv, 0, sizeof(rcv));
msgrcv(msgid,&rcv,sizeof(rcv)-sizeof(rcv.msg_type),8,IPC_NOWAIT);
msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);

client.c
<

key = ftok("/home", 24);
msgid = msgget(key,IPC_CREAT|O_WRONLY|0777);
if(msgid<0)
{	
	LOG_INFO("msgget error!\n");
	goto out;
}	
msg.msg_type = 8;
strncpy(msg.modul_name,"hello", 5);
msgsnd(msgid,&msg,sizeof(msg)-sizeof(msg.msg_type),0);