Linux进程通信之消息队列
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
- 打开/创建消息队列 msgget
- 向消息队列发送消息 msgsnd
- 从消息队列接收消息 msgrcv
- 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。
文章来源: blog.csdn.net，作者：hinzer，版权归原作者所有，如需转载，请联系作者。
原文链接：blog.csdn.net/feit2417/article/details/81412616
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