Linux消息隊(duì)列實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信實(shí)例詳解

Linux消息隊(duì)列實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間通信實(shí)例詳解

一、什么是消息隊(duì)列

消息隊(duì)列提供了一種從一個(gè)進(jìn)程向另一個(gè)進(jìn)程發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)塊的方法。  每個(gè)數(shù)據(jù)塊都被認(rèn)為含有一個(gè)類(lèi)型，接收進(jìn)程可以獨(dú)立地接收含有不同類(lèi)型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。我們可以通過(guò)發(fā)送消息來(lái)避免命名管道的同步和阻塞問(wèn)題。但是消息隊(duì)列與命名管道一樣，每個(gè)數(shù)據(jù)塊都有一個(gè)最大長(zhǎng)度的限制。

Linux用宏MSGMAX和MSGMNB來(lái)限制一條消息的最大長(zhǎng)度和一個(gè)隊(duì)列的最大長(zhǎng)度。

二、在Linux中使用消息隊(duì)列

Linux提供了一系列消息隊(duì)列的函數(shù)接口來(lái)讓我們方便地使用它來(lái)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的通信。它的用法與其他兩個(gè)System V PIC機(jī)制，即信號(hào)量和共享內(nèi)存相似。

進(jìn)程間通信（IPC）：進(jìn)程間通信的本質(zhì)就是通過(guò)讓不同的進(jìn)程看到一份公共的資源來(lái)實(shí)現(xiàn)通信。

常用的進(jìn)程間通信的方式有兩種：通過(guò)管道和systemv標(biāo)準(zhǔn)，今天我們來(lái)介紹systemv標(biāo)準(zhǔn)中的一種：消息隊(duì)列

消息隊(duì)列：消息隊(duì)列提供了一種從一個(gè)進(jìn)程向另一個(gè)進(jìn)程發(fā)送一個(gè)數(shù)據(jù)塊的方法，每個(gè)數(shù)據(jù)塊都認(rèn)為是有一個(gè)類(lèi)型，接受者進(jìn)程接收的數(shù)據(jù)塊可以有不同的類(lèi)型值。我們可以通過(guò)發(fā)送消息來(lái)避免命名管道的同步和阻塞問(wèn)題。

特點(diǎn)：

(1)消息隊(duì)列可認(rèn)為是全局的一個(gè)鏈表，由消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)符進(jìn)行標(biāo)識(shí)。
(2)消息隊(duì)列允許一個(gè)或多個(gè)進(jìn)程寫(xiě)入或讀取消息
(3)消息隊(duì)列的聲明周期隨內(nèi)核
(4)消息隊(duì)列可以實(shí)現(xiàn)雙向通信

創(chuàng)建一個(gè)消息隊(duì)列：msget()

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

第二個(gè)參數(shù)：一般由兩個(gè)選項(xiàng)IPC_CREAT和IPC_EXCL，單獨(dú)使用ipc_creat時(shí)，如果消息隊(duì)列不存在則創(chuàng)建一個(gè)，如果存在則打開(kāi) IPC_EXCL 如果同時(shí)使用，如果消息隊(duì)列不存在則創(chuàng)建之，如果存在則出錯(cuò)返回。當(dāng)單獨(dú)使用IPC_EXCL時(shí)，沒(méi)有意義。

ftok:

參數(shù)可由用戶指定。

下面用代碼實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)列的創(chuàng)建：

在創(chuàng)建一個(gè)消息隊(duì)列（其他ipc相同）時(shí)，需要先通過(guò)文件路徑名和項(xiàng)目ID獲取一個(gè)鍵值，然后通過(guò)此鍵值由內(nèi)核生成標(biāo)識(shí)符，在以后可通過(guò)此標(biāo)識(shí)符來(lái)使用此消息隊(duì)列。

為什么要有key值和標(biāo)識(shí)符兩個(gè)值呢？

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

我們使用ftok來(lái)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(xiàng)目id組合起來(lái)，如果兩個(gè)路徑名引用兩個(gè)不同的文件，那么，對(duì)這兩個(gè)路徑名調(diào)用ftok通常返回不同的key值，但是，因?yàn)閕節(jié)點(diǎn)號(hào)和key通常都存放在長(zhǎng)整型中，于是創(chuàng)建key時(shí)可能會(huì)丟失信息，這意味著，如果使用同一項(xiàng)目id，那么對(duì)于不同文件的兩個(gè)路徑名可能產(chǎn)生相同的key值。而標(biāo)識(shí)符是唯一確定的，可以用來(lái)區(qū)別于其他ipc的。

刪除消息隊(duì)列：msgctl()

代碼實(shí)現(xiàn)：

發(fā)送消息：msgsnd()

接收消息：magrcv()，這兩個(gè)函數(shù)實(shí)現(xiàn)進(jìn)程間的雙向通信
 

參數(shù)：msqid-消息隊(duì)列標(biāo)識(shí)碼

msgp-指向消息緩沖區(qū)的指針，此位置是用來(lái)暫時(shí)存儲(chǔ)發(fā)送和接收的消息，是一個(gè)用戶可定義的通用結(jié)構(gòu)。
msgtyp-從消息隊(duì)列內(nèi)讀取的消息形態(tài)。如果值為0，則表示消息隊(duì)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(yùn)行的消息隊(duì)列呢？

介紹兩個(gè)命令：ipcs -q 查看消息隊(duì)列

ipcrm -q msgid 刪除此消息隊(duì)列