搞定消息队列，这篇干货直接教会你用！附Linux代码实操

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消息队列（Message Queue） 是一种进程间通信（IPC）机制，允许不同进程之间通过发送和接收消息进行通信。消息队列使得数据能够按顺序从一个进程传递到另一个进程，通常用于异步通信场景，尤其适用于分布式系统和多进程系统中的任务调度、事件处理和消息传递。

消息队列可以提供同步和异步消息传递，消息传递的顺序可以按照先进先出（FIFO）原则进行组织，因此它非常适合用于需要消息顺序处理的场景。

1. 消息队列的基本概念

消息：消息是发送方进程与接收方进程之间交换的数据单元。消息可以包含任何数据结构或格式，通常是固定大小的。
队列：消息队列是一个先进先出（FIFO）的队列，用于存放发送到队列中的消息。每个消息会被插入队列的尾部，并按顺序从队列头部取出。
异步通信：消息队列支持异步通信，发送方不需要等待接收方处理完消息就可以继续执行，而接收方则可以在合适的时机从队列中读取消息。

2. 消息队列的工作原理

消息队列的基本操作包括发送、接收、删除和查看队列状态等。其工作流程如下：

发送消息：发送方将消息放入队列中，消息会被按照顺序排队等待接收。
接收消息：接收方从队列头部取出消息进行处理，处理完毕后消息被从队列中移除。
队列管理：操作系统提供的接口用于创建、删除队列和查询队列的状态。

消息队列的特点是异步性和FIFO（先进先出），即消息按发送顺序到达接收方，接收方在适当的时机从队列中取出消息进行处理。

3. 消息队列的创建与使用

在 Linux 系统中，消息队列可以通过 msgget、msgsnd、msgrcv 和 msgctl 等系统调用来操作。以下是消息队列的基本操作流程：

1. 创建消息队列

使用 msgget 系统调用来创建或访问一个消息队列。如果队列已经存在，msgget 会返回现有队列的标识符；如果队列不存在，会创建一个新的队列。

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <iostream>

int main() {
    key_t key = ftok("/tmp", 'a');  // 生成一个唯一的键值
    int msgid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);  // 创建消息队列
    if (msgid == -1) {
        std::cerr << "msgget failed\n";
        return -1;
    }

    std::cout << "Message Queue ID: " << msgid << std::endl;
    return 0;
}

ftok：将文件路径和一个字符生成一个唯一的键值。
msgget(key, IPC_CREAT | 0666)：根据键值 key 创建或访问消息队列。如果消息队列不存在则创建，权限为 0666（读写权限）。

2. 发送消息

使用 msgsnd 系统调用将消息发送到消息队列中。

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <iostream>
#include <cstring>

struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[100];
};

int main() {
    key_t key = ftok("/tmp", 'a');
    int msgid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);

    struct msg_buffer message;
    message.msg_type = 1;  // 消息类型
    std::strcpy(message.msg_text, "Hello, Message Queue!");

    if (msgsnd(msgid, &message, sizeof(message), 0) == -1) {
        std::cerr << "msgsnd failed\n";
        return -1;
    }

    std::cout << "Message sent: " << message.msg_text << std::endl;
    return 0;
}

msg_type：消息的类型。消息类型用于标识不同类型的消息，通常为一个正整数。
msgsnd(msgid, &message, sizeof(message), 0)：将消息发送到队列中，msgid 是队列标识符，message 是要发送的消息，sizeof(message) 是消息的大小。

3. 接收消息

使用 msgrcv 系统调用从消息队列中接收消息。接收消息时可以指定消息类型，从而只接收特定类型的消息。

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <iostream>
#include <cstring>

struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[100];
};

int main() {
    key_t key = ftok("/tmp", 'a');
    int msgid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);

    struct msg_buffer message;
    if (msgrcv(msgid, &message, sizeof(message), 1, 0) == -1) {
        std::cerr << "msgrcv failed\n";
        return -1;
    }

    std::cout << "Message received: " << message.msg_text << std::endl;
    return 0;
}

msgrcv(msgid, &message, sizeof(message), 1, 0)：从消息队列 msgid 中接收类型为 1 的消息。sizeof(message) 是接收的最大字节数。0 表示阻塞接收，直到有消息可用。

4. 删除消息队列

使用 msgctl 来删除消息队列。

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <iostream>

int main() {
    key_t key = ftok("/tmp", 'a');
    int msgid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);

    if (msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        std::cerr << "msgctl failed\n";
        return -1;
    }

    std::cout << "Message Queue deleted\n";
    return 0;
}