[Linux用户空间编程-2]:进程间通信 - 消息队列的使用

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目录

​第1章 概述​

​1.1 概述​

​1.2 消息队列的好处​

​第2章 Linux的消息队列库​

​2.1 所需头文件​

​2.2 消息队列的使用流程​

​第3章 主要的操作函数​

​3.1 ftok函数生成键值​

​3.2 msgget函数创建消息队列​

​3.3 msgsnd函数往消息队列发送消息​

​3.4 msgrcv函数从消息队列读取消息​

​3.5 msgctl函数对消息队列进行控制(包括删除)​


第1章 概述

1.1 概述

​消息队列​​,Unix的通信机制之一,可以理解为是一个存放消息(数据)容器。将消息写入消息队列,然后再从消息队列中取消息,一般来说是先进先出的顺序,也可是设定消息的优先级。

1.2 消息队列的好处

(1)用于不同进程之间传递大量保存在共享内存区的数据。

(2)可以用于不同进程之间通过消息体直接传递小数据。

(3)消息队列可以解决两个进程的读写速度不同(处理数据速度不同),系统耦合等问题,

(4)保存数据:消息队列里的消息哪怕进程崩溃了也不会消失。

第2章 Linux的消息队列库

2.1 ​所需头文件

#include<sys/msg.h>

消息队列、信号灯、共享内存常用在Linux服务端编程的进程间通信环境中,它们之间有这相似性的结构。





​消息队列​



信号灯



共享内存区



​头文件​



<sys/msg.h>



<sys/sem.h>



<sys/shm.h>



创建或打开IPC函数



msgget



semget



shmget



控制IPC操作的函数



msgctl



semctl



shmctl



IPC操作函数



msgsnd

msgrcv



semop



shmat

shmdt


2.2 消息队列的使用流程

①ftok函数生成键值,类似与文件操作符

②msgget函数创建消息队列

③msgsnd函数往消息队列发送消息

④msgrcv函数从消息队列读取消息

⑤msgctl函数进行删除/控制消息队列

第3章 主要的操作函数

3.1 ftok函数生成键值

(1)函数原型 :

key_t ftok(const char *path ,int id);

(2)说明:

ftok():系统IPC键值的格式换函数。

(3)输入参数:


  •     path为一个已存在的路径名
  •     id为0~255之间的一个数值,代表项目ID,自己取

(4)返回值:

  • 成功返回键值(相当于​32位的int​)。出错返回-1

key值是消息队列的标识,类似于文件标识符。

(5)实例:

key_t ​key ​= ftok( “/tmp”, 66);

3.2 msgget函数创建消息队列

(1)函数原型​ 

int msgget(key_t key, int flag);

(2)说明

使用文件符标识key,向内核申请创建一个消息队列。

不同的进程之间,都可以通过该函数,获取特定消消息的标识。

不同进程间,通过可以key来标识相同的消息队列。

(3)输入参数


  •  key:为ftok生成的键值
  • flag为所需要的操作和权限,可以用来控制创建一个消息队列。

flag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。

flag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。

(4)返回值:

成功返回消息队列ID;出错返回-1

(5)案例:

int id = msgget(key,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);

创建一个权限为0666(所有用户可读可写,具体查询linux权限相关内容)的消息队列,并返回一个整型的消息队列ID,如果key值已经存在有消息队列了,则出错返回-1(由IPC_EXCL控制)

int id = msgget(key,IPC_CREAT|0666);

创建一个权限为0666(所有用户可读可写,具体查询linux权限相关内容)的消息队列,并返回一个消息队列ID,如果key值已经存在有消息队列了,则直接返回一个消息队列ID。

备注:消息id是后续系统消息通信的标识,类似与socket id。

3.3 msgsnd函数往消息队列发送消息

(1)函数原型

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

(2)功能说明

用于在不同的进程间发送消息,消息id消息队列的唯一标识,是有Linux管理的,不同的进程之间可以共享。进程间不需要指定进程ID号,需要通过消息ID号进行通信。

(3)入口参数说明


  • msgid: 为msgget返回的消息队列ID值
  • ptr:为消息结构体mymesg指针
  • nbytes:为消息结构体mymesg里的字符数组mtext大小,sizeof(mtext)
  • flag:值可以为0、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

(4)返回值:

成功返回0;错误返回-1

(5)案例

例如:msgsnd(id, (void *)&ckxmsg,512,0);


3.4 msgrcv函数从消息队列读取消息

(1)函数原型:

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

(2)入口参数:


  •     msgid:为msgget返回的消息队列ID值
  •     ptr:为消息结构体mymesg指针
  •     nbytes:为消息结构体mymesg里的字符数组mtext大小,sizeof(mtext)
  •     type:在结构体mymesg里我们定义了一个long int mtype,用于分辨消息的类型

这个类型非常重要,用于定点选择消息队列中的消息。

        type ==0 返回队列中的第一个消息

        type > 0 选择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

(3)返回值:

成功返回消息数据部分的长度;错误返回-1

(4)案例

例如:​msgrcv​(id,(void *)&ckxmsg,512,1,0);


3.5 msgctl函数对消息队列进行控制(包括删除)

(1)函数原型

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

(2)入口参数


  •     msgid就是msgget函数返回的消息队列ID
  •     cmd有三个

IPC_RMID:删除消息队列

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。

  •     buf就是结构体msqid_ds

(3)返回值

成功返回0;错误返回-1

(4)案例

例如:msgctl(id,IPC_RMID,NULL); 删除id号的消息队列

概述简单的操作就是删除消息队列了,也可以获取和改变消息队列的状态


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