Linux消息隊列實現(xiàn)進程間通信實例詳解

一、什么是消息隊列

消息隊列提供了一種從一個進程向另一個進程發(fā)送一個數(shù)據(jù)塊的方法。  每個數(shù)據(jù)塊都被認(rèn)為含有一個類型，接收進程可以獨立地接收含有不同類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們可以通過發(fā)送消息來避免命名管道的同步和阻塞問題。但是消息隊列與命名管道一樣，每個數(shù)據(jù)塊都有一個最大長度的限制。

Linux用宏MSGMAX和MSGMNB來限制一條消息的最大長度和一個隊列的最大長度。

二、在Linux中使用消息隊列

Linux提供了一系列消息隊列的函數(shù)接口來讓我們方便地使用它來實現(xiàn)進程間的通信。它的用法與其他兩個System V PIC機制，即信號量和共享內(nèi)存相似。

進程間通信（IPC）：進程間通信的本質(zhì)就是通過讓不同的進程看到一份公共的資源來實現(xiàn)通信。

常用的進程間通信的方式有兩種：通過管道和systemv標(biāo)準(zhǔn)，今天我們來介紹systemv標(biāo)準(zhǔn)中的一種：消息隊列

消息隊列：消息隊列提供了一種從一個進程向另一個進程發(fā)送一個數(shù)據(jù)塊的方法，每個數(shù)據(jù)塊都認(rèn)為是有一個類型，接受者進程接收的數(shù)據(jù)塊可以有不同的類型值。我們可以通過發(fā)送消息來避免命名管道的同步和阻塞問題。

特點：

(1)消息隊列可認(rèn)為是全局的一個鏈表，由消息隊列標(biāo)識符進行標(biāo)識。
(2)消息隊列允許一個或多個進程寫入或讀取消息
(3)消息隊列的聲明周期隨內(nèi)核
(4)消息隊列可以實現(xiàn)雙向通信

創(chuàng)建一個消息隊列：msget()

第一個參數(shù)：每一個消息隊列都有唯一的key值，可以由ftok()產(chǎn)生

第二個參數(shù)：一般由兩個選項IPC_CREAT和IPC_EXCL，單獨使用ipc_creat時，如果消息隊列不存在則創(chuàng)建一個，如果存在則打開 IPC_EXCL 如果同時使用，如果消息隊列不存在則創(chuàng)建之，如果存在則出錯返回。當(dāng)單獨使用IPC_EXCL時，沒有意義。

ftok:

參數(shù)可由用戶指定。

下面用代碼實現(xiàn)消息隊列的創(chuàng)建：

在創(chuàng)建一個消息隊列（其他ipc相同）時，需要先通過文件路徑名和項目ID獲取一個鍵值，然后通過此鍵值由內(nèi)核生成標(biāo)識符，在以后可通過此標(biāo)識符來使用此消息隊列。

為什么要有key值和標(biāo)識符兩個值呢？

描述符是對于用戶操作而言的，讓用戶感覺操作和對文件的操作相同，key是對于系統(tǒng)內(nèi)部說的。

我們使用ftok來創(chuàng)建key值，具體可以man一下fotk函數(shù)，大概是這樣的：按給定的路徑名取得其stat結(jié)構(gòu)，從該結(jié)構(gòu)中取出部分st_dev和st_ino字段，然后再與項目id組合起來，如果兩個路徑名引用兩個不同的文件，那么，對這兩個路徑名調(diào)用ftok通常返回不同的key值，但是，因為i節(jié)點號和key通常都存放在長整型中，于是創(chuàng)建key時可能會丟失信息，這意味著，如果使用同一項目id，那么對于不同文件的兩個路徑名可能產(chǎn)生相同的key值。而標(biāo)識符是唯一確定的，可以用來區(qū)別于其他ipc的。

刪除消息隊列：msgctl()

代碼實現(xiàn)：

發(fā)送消息：msgsnd()

接收消息：magrcv()，這兩個函數(shù)實現(xiàn)進程間的雙向通信
 

參數(shù)：msqid-消息隊列標(biāo)識碼

msgp-指向消息緩沖區(qū)的指針，此位置是用來暫時存儲發(fā)送和接收的消息，是一個用戶可定義的通用結(jié)構(gòu)。
msgtyp-從消息隊列內(nèi)讀取的消息形態(tài)。如果值為0，則表示消息隊列中，所有消息被讀取。
msgsz:消息的大小

返回值：成功返回0，失敗則返回-1.

那么如何查看系統(tǒng)中正在運行的消息隊列呢？

介紹兩個命令：ipcs -q 查看消息隊列

ipcrm -q msgid 刪除此消息隊列