拥有梦想是一种智力，实现梦想是一种能力

概述

若是一个多线程的进程，由于各个线程共享一个地址空间，可以直接通过变量的形式进行通信。而进程，由于各个进程独占一个地址空间，我们需要一种通信机制来完成进程间的数据交互。本章介绍的是消息队列，进程间的通信机制有以下几种：

无名管道（pipe）
有名管道 （fifo）
信号（signal）

System  V  IPC
共享内存（share memory）
消息队列（message queue）
信号灯集（semaphore set）

套接字（socket）

之间有区分与各自的运用场景，其中套接字通常使用在网络服务，其他只能在本地场景下使用。笔者以后会逐一学习，本章介绍System  V  IPC中的消息队列。

System  V  IPC

System  V IPC引入了三种高级进程间的通信机制。一个IPC对象包含消息队列、共享内寸和信号量。

• 共享内存
• 消息队列
• 信号灯集

System V IPC对象

每个IPC对象有唯一的ID
IPC对象创建后一直存在，直到被显式地删除
每个IPC对象有一个关联的KEY（其中进程的私有对象KTY值为0）

命令查看IPC对象

IPC对象是全局对象，可用ipcs，ipcrm等命令查看或删除

ipcs -q: 只显示消息队列
ipcs -s: 只显示信号量
ipcs -m: 只显示共享内存
ipcs –help: 其他的参数

函数操作

创建一个IPC对象

进程创建IPC对象之前，先ftok生成一个key值。

 #include  <sys/types.h>
 #include <sys/ipc.h>
 key_t  ftok(const char *path,  int proj_id);

•  成功时返回合法的key值，失败时返回EOF
•  path  存在且可访问的文件的路径
•  proj_id  用于生成key的数字，不能为0

消息队列

消息队列是System V IPC对象的一种，由消息队列ID来唯一标识。消息队列就是一个消息的列表。用户可以在消息队列中添加消息、读取消息等

特点是消息队列可以按照类型来发送/接收消息。

消息队列结构

消息格式

通信双方首先定义好统一的消息格式，用户根据应用需求定义结构体类型

其中，首成员类型为long,代表消息类型(正整数)，其他成员都属于消息正文

      typedef  struct {
        long mtype;
        char mtext[64];
      } MSG;
  
 

消息队列使用步骤

1. 打开/创建消息队列   msgget
2. 向消息队列发送消息   msgsnd
3. 从消息队列接收消息   msgrcv
4. 控制消息队列   msgctl

消息队列创建/打开 – msgget

 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/msg.h>
 int msgget(key_t key, int msgflg);

•   成功时返回消息队列的id，失败时返回EOF
•   key 和消息队列关联的key  IPC_PRIVATE 或 ftok
•   msgflg  标志位  IPC_CREAT|0666

消息发送 – msgsnd

 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/msg.h>
 int msgsnd(int msgid, const void *msgp, size_t size,
            int msgflg);
 

•   成功时返回0，失败时返回-1
•   msgid   消息队列id
•   msgp    消息缓冲区地址
•   size    消息正文长度
•   msgflg   标志位 0 或 IPC_NOWAIT

消息接收 – msgrcv

 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/msg.h>
 int msgrcv(int msgid, void *msgp, size_t size, long msgtype,
                   int msgflg);

•   成功时返回收到的消息长度，失败时返回-1
•   msgid   消息队列id
•   msgp   消息缓冲区地址
•   size   指定接收的消息长度 
•   msgtype   指定接收的消息类型   
•   msgflg   标志位   0 或 IPC_NOWAIT

控制消息队列 – msgctl

 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/msg.h>
 int msgctl(int msgid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

•   成功时返回0，失败时返回-1
•   msgid    消息队列id
•   cmd    要执行的操作  IPC_STAT / IPC_SET / IPC_RMID
•   buf   存放消息队列属性的地址

示例

     两个进程通过消息队列轮流将键盘输入的字符串发送给对方，接收并打印对方发送的消息

A.c

      #include <stdio.h>
      #include <stdlib.h>
      #include <string.h>
      #include <sys/ipc.h>
      #include <sys/msg.h>
      typedef  struct {
        long mtype;
        char mtext[64];
      } MSG;
      #define LEN (sizeof(MSG) – sizeof(long))
      #define TypeA 100
      #define TypeB 200
      int main()
      {
       int msgid;
       key_t key;
        MSG buf;
       if ((key = ftok(“.”, ‘q’)) == -1)
        {
         perror(“ftok”);
     	exit(-1);
        }
       if ((msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0666)) < 0)
        {
         perror(“msgget”);
     	exit(-1);
        }
       while ( 1 )
        {
          buf.mtype = TypeB;
         printf("input > ");
         fgets(buf.mtext, 64, stdin);
         msgsnd(msgid, &buf, LEN, 0);
     	if (strcmp(buf.mtext, "quit\n") == 0) exit(0);
         msgrcv(msgid, &buf, LEN, TypeA, 0);
     	if (strcmp(buf.mtext, "quit\n") == 0) break;
     	printf("recv message : %s", buf.mtext);
        }
       msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);
       return 0;
      }
  
 

B.c

      #include <stdio.h>
      #include <stdlib.h>
      #include <string.h>
      #include <sys/ipc.h>
      #include <sys/msg.h>
      typedef  struct {
        long mtype;
        char mtext[64];
      } MSG;
      #define LEN (sizeof(MSG) – sizeof(long))
      #define TypeA 100
      #define TypeB 200
      int main()
      {
       int msgid;
       key_t key;
        MSG buf;
       if ((key = ftok(“.”, ‘q’)) == -1)
        {
         perror(“ftok”);
     	exit(-1);
        }
       if ((msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0666)) < 0)
        {
         perror(“msgget”);
     	exit(-1);
        }
       while ( 1 )
        {
         msgrcv(msgid, &buf, LEN, TypeB, 0);
     	if (strcmp(buf.mtext, "quit\n") == 0) break;
     	printf("recv message : %s", buf.mtext);
          buf.mtype = TypeA;
         printf("input > ");
         fgets(buf.mtext, 64, stdin);
         msgsnd(msgid, &buf, LEN, 0);
     	if (strcmp(buf.mtext, "quit\n") == 0) exit(0);
        }
       msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);
       return 0;
      }
  
 

这样，当A是发送端，B进程在等待接收。B接收到数据，成为发送端，A进程等待接收。直到一方发送'quit',发送端进程结束，接收端删除消息队列，结束。

注意的是，进程发送对方的类型，接收时指定自己的类型。

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原文链接：blog.csdn.net/feit2417/article/details/81412616