Linux下消息队列学习(1)

消息队列是进程间通讯的一种方法,一开始我以为消息队列是类似一个管道,一头连接一个进程、一头连接另一个进程,只能由这两个进程来进行互相的读写。其实这是错的,消息队列是系统层面的,它不属于某两个进程,它是由系统维护的一个链表结构。对消息队列的读写就是一个对链表的操作,默认是在链表的一端写数据,另一端读数据(先进先出),进程也可以取指定某种消息类型的消息。

在一个进程里创建了消息队列,且是可读可写的,那么系统中的所有进程都可以对它进行读写操作。

1、打开或创建一个消息队列
原型:int msgget(key_t key, int msgflg);
参数:
1)key :消息队列的key值。
2)msgflg:
IPC_CREAT:如果key对应的消息队列对象不存在,则创建;否则则进行打开操作,返回0。
IPC_EXCL:如果key对应的消息队列对象不存在,则返回-1;否则则进行打开操作,返回0。
权限控制:0666表示可读可写,和上面的IPC_CREAT做逻辑或操作。
返回值:
成功返回,创建的或打开的消息队列的id。
失败返回-1。

例子程序:test1.c

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

int main(void)
{
	int msgid;
	printf("this is test1!\n");
	
	msgid = msgget(1001, 0666|IPC_CREAT);
	printf("msgid = %d\n", msgid);
	
	return 0;
}



执行结果:

[root@server ~]# gcc -o test1 test1.c
[root@server ~]# ./test1
this is test1!
msgid = 32768
[root@server ~]# ipcs

------ Shared Memory Segments --------
key        shmid      owner      perms      bytes      nattch     status      

------ Semaphore Arrays --------
key        semid      owner      perms      nsems     
0x00000000 0          root       600        1         

------ Message Queues --------
key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages    
0x000003e9 32768      root       666        0            0           

从ipcs命令的结果可以知道,消息队列在创建它的进程退出后,还存在于系统中,说明消息队列是系统一层的,并不是属于某个进程的。

2、设置消息队列属性(包括删除)
原型:int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
参数:
1)msqid:消息队列的id。
2)cmd:执行的控制命令。
IPC_STAT:读取消息队列属性。取得此队列的msqid_ds 结构,并将其存放在buf指向的结构中。
IPC_SET :设置消息队列属性。
IPC_RMID:删除消息队列。
IPC_INFO:读取消息队列基本情况。此命令等同于 ipcs 命令。

例子程序:test2.c

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

int main(void)
{
	int i;
	printf("this is test2!\n");
	i = msgctl(32768, IPC_RMID, NULL);//这里已经知道消息id等于32768
	if (0 == i)
	{
		printf("msq deleted!\n");
	}
	return 0;
}


执行结果:

[root@server ~]# gcc -o test2 test2.c
[root@server ~]# ./test2
this is test2!
msq deleted!
[root@server ~]# ipcs

------ Shared Memory Segments --------
key        shmid      owner      perms      bytes      nattch     status      

------ Semaphore Arrays --------
key        semid      owner      perms      nsems     
0x00000000 0          root       600        1         

------ Message Queues --------
key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages

原有的消息队列被删除了。

3、向消息队列写/读消息
原型:int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
原型:ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

参数:
1)msqid:消息队列的id。
2)msgp:指向消息缓冲区的指针,该指针指向如下的一个用户可定义的通用结构。

struct mymsg {
  long mtype;
  char mbuf[1024];
};

3)msgsz:消息的大小。
4)msgflg:可以为IPC_NOWAIT或0,表示操作是阻塞式的还是非阻塞式的。
设置为IPC_NOWAIT,在msgsnd()中,如果消息队列已经满了,则不会阻塞,立即返回-1(EAGAIN)。
在msgrcv()中,如果消息队列为空,则不做等待,立即返回-1(ENOMSG)。
设置为0,在msgsnd()中,进程阻塞直到(a)有空间可以容纳要发送的消息;或(b)从系统中删除了此队列(返回EIDRM);或(c)捕捉到一个信号,并从信号处理程序返回(返回EINTR)。
在msgrcv()中,进程阻塞直到(a)有了指定类型的消息;或(b)从系统中删除了此队列(返回EIDRM);或(c)捕捉到一个信号并从信号处理程序返回(返回EINTR)。
5)msgtype:用于msgrcv()函数,指定消息的类型。相当于区分消息类别的标志位。
msgtype = 0,返回消息队列中的第一个消息。

返回值:
msgsnd(),成功返回0,出错返回-1。
msgrcv(),成功返回消息数据部分的长度,出错返回-1。

例子程序:test3.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>

typedef struct
{
	long mtype;
	char mbuf[1024];
}mymsg;

int main(void)
{
	int i;
	int msgid1, msgid2;
	mymsg message1, message2, message3;
	
	printf("this is test3!\n");
	
	msgid1 = msgget(1002, 0666|IPC_CREAT);//key 1002
	if (msgid1 < 0)
	{
		printf("create key=1002 error, errno=%d\n", errno);
		exit(-1);
	}
	msgid2 = msgget(1003, 0666|IPC_CREAT);//key 1003
	if (msgid2 < 0)
	{
		printf("create key=1003 error, errno=%d\n", errno);
		exit(-1);
	}

	//初始化
	message1.mtype = 1;//设定一个消息类型
	memcpy(message1.mbuf, "first message", 13);
	message3.mtype = 1;
	memcpy(message3.mbuf, "hello test4.", 12);
	
	//test3进程在msgid1上发消息
	i = msgsnd(msgid1, (void *)&message1, strlen(message1.mbuf)+1, 0);
	if (i < 0)
	{
		printf("send message1 error, errno=%d\n", errno);
		exit(-1);
	}
	
	//test3进程从msgid1取消息,存到message2中
	i = msgrcv(msgid1, (void *)&message2, 1024, 0, 0);
	if (i < 0)
	{
		printf("rev error, errno=%d\n", errno);
		exit(-1);
	}
	else
	{
		//显示取出的消息
		printf("%s\n", message2.mbuf);
	}

	//test3进程在msgid2上发消息
	i = msgsnd(msgid2, (void *)&message3, strlen(message3.mbuf)+1, 0);
	if (i < 0)
	{
		printf("send message3 error, errno=%d\n", errno);
		exit(-1);
	}
	
	return 0;
}


例子程序:test4.c

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>

typedef struct
{
	long mtype;
	char mbuf[1024];
}mymsg;

int main(void)
{
	int i, j;
	mymsg message;
	
	printf("this is test4!\n");
	
	i = msgget(1003, 0666|IPC_CREAT);
	if (i < 0)
	{
		printf("create key=1003 error, errno=%d\n", errno);
		exit(-1);
	}
	
	//test4进程在key=1003的消息队列上取消息
	j = msgrcv(i, (void *)&message, 1024, 0, 0);
	if (j < 0)
	{
		printf("rev error, errno=%d\n", errno);
		exit(-1);
	}
	else
	{
		//显示取出的消息
		printf("%s\n", message.mbuf);
	}
	
	return 0;
}


开两个终端,一个执行test3,另一个执行test4。
test3执行结果:

[root@server ~]# ./test3
this is test3!
first message

ipcs命令能看到key=1003的消息队列中有一条消息,使用了13字节长度。

key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages
0x000003ea 98305      root       666        0            0       
0x000003eb 131074     root       666        13           1       

test4执行结果:

[root@server ~]# ./test4
this is test4!
hello test4.

以上。

参考资料:
http://www.cnblogs.com/lpshou/archive/2013/06/20/3145651.html
http://jingyan.baidu.com/article/d8072ac450af55ec95cefdca.html

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