进程间通信_消息队列
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linux
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19

1387 字
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33 分钟

消息队列的通信原理

消息队列，是消息的链接表，存放在内核中。一个消息队列由一个标识符（即队列ID）来标识。

特点
  • 消息队列是面向记录的，其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级。
  • 消息队列独立于发送与接收进程。进程终止时，消息队列及其内容并不会被删除。
  • 消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取。
原型
#include <sys/msg.h>
// 创建或打开消息队列：成功返回队列ID，失败返回-1
int msgget(key_t key, int flag);//key 索引值，flg 打开的方式
// 添加消息：成功返回0，失败返回-1
int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t size, int flag);//msqid 队列ID，*ptr 消息，size 消息的大小，flag 标志位

// 读取消息：成功返回消息数据的长度，失败返回-1
int msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t size, long type,int flag);//msqid 队列ID，*ptr 读取的消息，size 读取消息的放多大，type  类型，flag 标志位

// 控制消息队列：成功返回0，失败返回-1
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);//msqid 队列ID，

在以下两种情况下，msgget将创建一个新的消息队列：

  • 如果没有与键值key相对应的消息队列，并且flag中包含了IPC_CREAT标志位。
  • key参数为IPC_PRIVATE。

函数msgrcv在读取消息队列时，type参数有下面几种情况：

  • type == 0，返回队列中的第一个消息；
  • type > 0，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或等于 type 绝对值的消息，如果有多个，则取类型值最小的消息。

可以看出，type值非 0 时用于以非先进先出次序读消息。也可以把 type 看做优先级的权值。（其他的参数解释，请自行Google之）
————————————————
版权声明：本文为CSDN博主「南宫凌霄」的原创文章，遵循CC 4.0 BY-SA版权协议，转载请附上原文出处链接及本声明。
原文链接：https://blog.csdn.net/wh_sjc/article/details/70283843

实现消息共享的编程

msgGet.c

include <stdio.h>
#include <sys/msg.h>//msg... 的头文件

//int msgget(key_t key, int msgflg);

//int msgsnd(int msqid, const void msgp[.msgsz], size_t msgsz, int msgflg);

// ssize_t msgrcv(int msqid, void msgp[.msgsz], size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);


//The  msgp  argument  is  a  pointer to a caller-defined structure of the following general
//      form:
//
//          struct msgbuf {
//            long mtype;       /* message type, must be > 0 */
//          char mtext[1];    /* message data */
//     };


struct msgbuf{//msgrcv的读取信息的结构体  ，上面有介绍
        long mtype;  //类型
        char mtext[128];//消息
};


int main()
{
        struct msgbuf readBuf;//创建msgrcv的读取信息的结构体

        int msgId = msgget(0x1234,IPC_CREAT|0777);//索引为0x1234，IPC_CREAT没有对应的消息队就创建消息队列，0777 给创建队列的权限（可读写，可执行权限）,创建成功会返回队列ID
        if(msgId == -1)//判断是否成功
        {
                printf("get que failuer\n");
        }
        msgrcv(msgId,&readBuf,sizeof(readBuf.mtext),888,0);//msqid 队列ID，*ptr 读取的消息，size 读取消息的放多大，type  类型，flag 标志位。     flag=0-->设为默认，等不到一样的类型会一直阻塞，  等到type类型一样才不会阻塞
        printf("read from que:%s\n",readBuf.mtext);//打印读取的消息


        return 0;
}

msgSend.c

#include <stdio.h>
#include <sys/msg.h>//msg... 的头文件
#include <string.h>

//int msgget(key_t key, int msgflg);

//int msgsnd(int msqid, const void msgp[.msgsz], size_t msgsz, int msgflg);

// ssize_t msgrcv(int msqid, void msgp[.msgsz], size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);

//The  msgp  argument  is  a  pointer to a caller-defined structure of the following general
//      form:
//
//          struct msgbuf {
//            long mtype;       /* message type, must be > 0 */
//          char mtext[1];    /* message data */
//     };


struct msgbuf{//msgrcv的读取信息的结构体  ，上面有介绍
        long mtype;  //类型
        char mtext[128];//消息
};


int main()
{
        struct msgbuf sendBuf = {888,"This is message from quen"};//{发送的类型（和接收一样的标识符}

        int msgId = msgget(0x1234,IPC_CREAT|0777);//索引为0x1234，IPC_CREAT没有对应的消息队就创建消息队列，0777 给创建队列的权限（可读写，可执行权限）,创建成功会返回队列ID
        if(msgId == -1)
        {
                printf("get que failuer\n");
        }

         msgsnd(msgId,&sendBuf,strlen(sendBuf.mtext),0);//msqid 队列ID，*ptr 消息，size 消息的大小，flag 标志位

         return 0;
}
image.png

互相发送

msgGet.c

include <stdio.h>
#include <sys/msg.h>//msg... 的头文件
#include <string.h>

//int msgget(key_t key, int msgflg);

//int msgsnd(int msqid, const void msgp[.msgsz], size_t msgsz, int msgflg);

// ssize_t msgrcv(int msqid, void msgp[.msgsz], size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);


//The  msgp  argument  is  a  pointer to a caller-defined structure of the following general
//      form:
//
//          struct msgbuf {
//            long mtype;       /* message type, must be > 0 */
//          char mtext[1];    /* message data */
//     };

struct msgbuf{//msgrcv的读取信息的结构体  ，上面有介绍
        long mtype;  //类型
        char mtext[128];//消息
};

int main()
{
        struct msgbuf readBuf;//创建msgrcv的读取信息的结构体

        int msgId = msgget(0x1234,IPC_CREAT|0777);//索引为0x1234，IPC_CREAT没有对应的消息队就创建消息队列，0777 给创建队列的权限（可读写，可执行权限）,创建成功会返回队列ID
        if(msgId == -1)//判断是否成功
        {
                printf("get que failuer\n");
        }
        msgrcv(msgId,&readBuf,sizeof(readBuf.mtext),888,0);//msqid 队列ID，*ptr 读取的消息，size 读取消息的放多大，type  类型，flag 标志位。     flag=0-->设为默认，等不到一样的类型会一直阻塞，  等到type类型一样才不会阻塞
        printf("read from que:%s\n",readBuf.mtext);//打印读取的消息

        struct msgbuf sendBuf = {988,"thank you for reach"};//发送
        msgsnd(msgId,&sendBuf,strlen(sendBuf.mtext),0);

        return 0;
}

msgSend.c

#include <stdio.h>
#include <sys/msg.h>//msg... 的头文件
#include <string.h>

//int msgget(key_t key, int msgflg);

//int msgsnd(int msqid, const void msgp[.msgsz], size_t msgsz, int msgflg);

// ssize_t msgrcv(int msqid, void msgp[.msgsz], size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);

//The  msgp  argument  is  a  pointer to a caller-defined structure of the following general
//      form:
//
//          struct msgbuf {
//            long mtype;       /* message type, must be > 0 */
//          char mtext[1];    /* message data */
//     };


struct msgbuf{//msgrcv的读取信息的结构体  ，上面有介绍
        long mtype;  //类型
        char mtext[128];//消息
};


int main()
{
        struct msgbuf sendBuf = {888,"This is message from quen"};//{发送的类型（和接收一样的标识符}
        struct msgbuf readBuf;

        int msgId = msgget(0x1234,IPC_CREAT|0777);//索引为0x1234，IPC_CREAT没有对应的消息队就创建消息队列，0777 给创建队列的权限（可读写，可执行权限）,创建成功会返回队列ID
        if(msgId == -1)
        {
                printf("get que failuer\n");
        }

         msgsnd(msgId,&sendBuf,strlen(sendBuf.mtext),0);//msqid 队列ID，*ptr 消息，size 消息的大小，flag 标志位

        msgrcv(msgId,&readBuf,sizeof(readBuf.mtext),988,0);
        printf("read from send:%s\n",readBuf.mtext);

         return 0;
}
image.png
image.png

重点

int msgget(key_t key, int flag);//key 索引值，flg 打开的方式
  • 创建或打开消息队列：成功返回队列ID，失败返回-1
    • 在以下两种情况下，msgget将创建一个新的消息队列：
    • 如果没有与键值key相对应的消息队列，并且flag中包含了IPC_CREAT标志位。IPC_CREAT 没有对应的消息队就创建消息队列
    • key参数为IPC_PRIVATE。 IPC_PRIVATE 设为私有的 key
  • 示例
int msgId = msgget(0x1234,IPC_CREAT|0777);//索引为0x1234，IPC_CREAT没有对应的消息队就创建消息队列，0777 给创建队列的权限（可读写，可执行权限）,创建成功会返回队列ID
int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t size, int flag);//msqid 队列ID，*ptr 消息，size 消息的大小，flag 标志位
  • 添加消息：成功返回0，失败返回-1

int msgrcv(int msqid, void ptr, size_t size, long type,int flag);//msqid 队列ID，ptr 读取的消息，size 读取消息的放多大，type 类型，flag 标志位

– 读取消息：成功返回消息数据的长度，失败返回-1 – flag=0–>设为默认，等不到一样的类型会一直阻塞，等到type类型一样才不会阻塞 – 对应上面的msgGet的代码


int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);//msqid 队列ID，
  • 控制消息队列：成功返回0，失败返回-1

键值生成及消息队列移除

ftok函数 将文件路径名和项目标识符转换成唯一的键值

系统建立IPC通讯 （消息队列、信号量和共享内存） 时必须指定一个ID值。通常情况下，该id值通过ftok函数得到

函数原型：

key_t ftok( const char * fname, int id )//路径名，整数（1-255） /创建key值，基于当前目录和字符'2'
  • fname就是你指定的文件名（已经存在的文件名），一般使用当前目录，如：
    key_t key;
    key = ftok(“.”, 1); 这样就是将fname设为当前目录。
  • id是子序号。通常为一个字符或整数（1-255）
  • 在一般的UNIX实现中，是将文件的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。(组合成key值)
    如指定文件的索引节点号为65538，换算成16进制为0x010002，而你指定的ID值为38，换算成16进制为0x26，则最后的key_t返回值为0x26010002。
  • 询文件索引节点号的方法是： ls -i

返回值为一个 key_t 类型的值，它是一个系统用来标识共享资源的键。如果生成键失败，ftok 返回 -1，并设置 errno 来指示错误

ftok函数的使用

key_t key;//key_t类型的变量
key = ftok(".",'z');//创建索引值并返回给key
printf("key=%x\n",key);//打印索引值

案例使用
msgGet.c –> msgSend.c和msgGet.c使用方法一样

include <stdio.h>
#include <sys/msg.h>//msg... 的头文件
#include <string.h>

//int msgget(key_t key, int msgflg);

//int msgsnd(int msqid, const void msgp[.msgsz], size_t msgsz, int msgflg);

// ssize_t msgrcv(int msqid, void msgp[.msgsz], size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);


//The  msgp  argument  is  a  pointer to a caller-defined structure of the following general
//      form:
//
//          struct msgbuf {
//            long mtype;       /* message type, must be > 0 */
//          char mtext[1];    /* message data */
//     };

struct msgbuf{//msgrcv的读取信息的结构体  ，上面有介绍
        long mtype;  //类型
        char mtext[128];//消息
};

int main()
{
        struct msgbuf readBuf;//创建msgrcv的读取信息的结构体

        key_t key;//key_t类型的变量
        key = ftok(".",'z');//创建索引值并返回给key
        printf("key=%x\n",key);//打印索引值

        int msgId = msgget(key,IPC_CREAT|0777);//索引为0x1234，IPC_CREAT没有对应的消息队就创建消息队列，0777 给创建队列的权限（可读写，可执行权限）,创建成功会返回队列ID
        if(msgId == -1)//判断是否成功
        {
                printf("get que failuer\n");
        }
        msgrcv(msgId,&readBuf,sizeof(readBuf.mtext),888,0);//msqid 队列ID，*ptr 读取的消息，size 读取消息的放多大，type  类型，flag 标志位。     flag=0-->设为默认，等不到一样的类型会一直阻塞，  等到type类型一样才不会阻塞
        printf("read from que:%s\n",readBuf.mtext);//打印读取的消息

        struct msgbuf sendBuf = {988,"thank you for reach"};//发送
        msgsnd(msgId,&sendBuf,strlen(sendBuf.mtext),0);

        return 0;
}
image.png

移除消息队列

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);//msqid 队列ID，
  • 控制消息队列：成功返回0，失败返回-1

使用

msgctl(msgId, IPC_RMID, NULL);

cmd –> IPC_RMID 把消息队列的链表从内核中移除 –>还有好几个，用到再查

include <stdio.h>
#include <sys/msg.h>//msg... 的头文件
#include <string.h>

//int msgget(key_t key, int msgflg);

//int msgsnd(int msqid, const void msgp[.msgsz], size_t msgsz, int msgflg);

// ssize_t msgrcv(int msqid, void msgp[.msgsz], size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);


//The  msgp  argument  is  a  pointer to a caller-defined structure of the following general
//      form:
//
//          struct msgbuf {
//            long mtype;       /* message type, must be > 0 */
//          char mtext[1];    /* message data */
//     };

struct msgbuf{//msgrcv的读取信息的结构体  ，上面有介绍
        long mtype;  //类型
        char mtext[128];//消息
};

int main()
{
        struct msgbuf readBuf;//创建msgrcv的读取信息的结构体

        key_t key;//key_t类型的变量
        key = ftok(".",'z');//创建索引值并返回给key
        printf("key=%x\n",key);//打印索引值

        int msgId = msgget(key,IPC_CREAT|0777);//索引为0x1234，IPC_CREAT没有对应的消息队就创建消息队列，0777 给创建队列的权限（可读写，可执行权限）,创建成功会返回队列ID
        if(msgId == -1)//判断是否成功
        {
                printf("get que failuer\n");
        }
        msgrcv(msgId,&readBuf,sizeof(readBuf.mtext),888,0);//msqid 队列ID，*ptr 读取的消息，size 读取消息的放多大，type  类型，flag 标志位。     flag=0-->设为默认，等不到一样的类型会一直阻塞，  等到type类型一样才不会阻塞
        printf("read from que:%s\n",readBuf.mtext);//打印读取的消息

        struct msgbuf sendBuf = {988,"thank you for reach"};//发送
        msgsnd(msgId,&sendBuf,strlen(sendBuf.mtext),0);

        msgctl(msgId, IPC_RMID, NULL);//把消息队列从内核中移除

        return 0;
}
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