Linux消息队列

Linux中的消息队列是进程间通信的一种方式，通过创建一个消息队列可以完成一个或者多个进程的信息交汇。因此，首先我们要了解消息队列是什么。

消息队列的定义

消息队列的本质其实是一个内核提供的链表，内核基于这个链表，实现了一个数据结构，并且通过维护这个数据结构来维护这个消息队列。向消息队列中写数据，实际上是向这个数据结构中插入一个新结点；从消息队列汇总读数据，实际上是从这个数据结构中删除一个结点。

消息队列的创建

消息队列的创建通过调用msgget（）函数来创建，函数原型为：

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

int msgget(key_t key, int msgflg);

参数key相当于文件系统的文件名，msgflg是一个操作指令，当想要创建一个消息队列时可以填IPC_CREAT | 0644，前面指的是创建的指令，后面的0644指的是消息队列的执行权限，因为在Linux下一切皆文件，是文件就有执行权限，因此在创建消息队列时要加上执行权限，这里要注意的是0644 这个操作参数不受umask的影响。因此你设置的是多少，得到的操作权限就是多少。

消息队列的发送和接受

值得注意的是，不管是接受消息队列还是在发送消息队列时，都需要用户自己定义一个结构体，用来存储数据，并作为函数参数传入。结构体如下（由自己定义）：

struct msgbuf{
    long mtype;
    char mtext[1];
}

这个结构体存在两个成员，一个是long型的变量，表示该消息的类型，因为消息队列的特性，在发送或者接受消息是要明确消息的类型，这样在就可以指定的读取某一个或者或者某一类的消息，同时可以改变消息接受的优先级。

至于为什么需要这个数据结构，是因为消息队列是面向数据块的，读取数据和发送数据都是以结构体的形式进行传递，因此需要我们自己定义数据结构，面向数据块也是消息队列的一个重要特性。

• 发送消息

向消息队列中添加数据，使用到的是msgsnd()函数，函数原型如下：

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

总共有4个参数，首先要有一个msqid即消息队列的id，通过msgget(key, 0)可以得到；第二个参数便是我们定义的结构体，要将地址传递过去；第三个参数是发送数据的大小，即struct msgbuf结构体中mtext的大小,不包括数据的类型；最后一个参数并不重要，我们可以不必了解，在使用时一律填0即可。

我们在发送数据时要将数据的类型填入mtype，将数据填入mtext，然后这个结构体作为参数传入消息队列，这样便可以实现数据的优先级接受。

• 接受消息

从消息队列中读取消息，我们使用msgrcv()函数，函数原型如下：

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);

msgrcv()函数有5个参数，比msgsnd()函数多了一个参数，即第4个参数数据类型，因为发送消息时，数据的类型在结构体中保存着，因此不需要再次传入，可是在读消息时我们需要读取特定类型的消息，因此我们要将指定的数据类型作为参数传入。以满足我们的优先级读取。当msgtyp==0时即按照先进先出的顺序读取当前消息队列中第一个消息。

• 注意点

  1. msgsnd函数的返回值：成功返回0，失败返回-1；

  2. msgrv 函数的返回值：成功返回读取的数据大小，失败返回-1

  3. 数据队列有三个上限：每个数据最大长度上限（MSGMAX），每个数据队列的总字节数上限（MSGMNB），系统上消息队列的总数的上限（MSGMNI）。

     每个数据最大长度上限（MSGMAX）        /proc/sys/kernel/msgmax
     
     每个数据队列的总字节数上限（MSGMNB）   /proc/sy/kernel/msgmnb      
     
     系统上消息队列的总数的上限（MSGMNI）   /proc/sys/kernel/msgmni 
     

消息队列的销毁

通过调用 msgctl()函数可以，销毁消息队列。函数原型：

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

函数参数有三个，第一个是打开或者创建消息队列得到的id，第二个是操作数，销毁的操作数为IPC_RMID，第三个操作数我们不关心一般填0。

查看消息队列

我们可以通过 ipcs -q 命令查看已经创建的消息队列，包括他的key值信息，id信息，拥有者信息，文件权限信息，已使用的字节数，和消息条数。

最后我们也可以使用 ipcrm -Q加消息队列的key值，来删除一个消息队列。