linux远程开发——（IPC通信）消息队列的使用
目录
一、前言
二、认识消息队列
1、什么是队列？
2、队列动图演示
3、消息队列
三、消息队列相关函数
1、msgget（）函数
2、msgsnd（）函数
3、msgrcv（）函数
四、实战演练（使用消息队列实现两个进程互相聊天）
1、发送消息端
2、接收消息端
3、实现效果
五、总结
一、前言
回顾一下关于进程间的通信（IPC，InterProcess Communication）我们学习了哪些
- 1️⃣信号 ：信号的使用
- 2️⃣管道：管道的使用
- 3️⃣共享内存：共享内存的使用
今天来学习一个新的IPC通信： 消息队列
二、认识消息队列
- 学习消息队列之前我们先简单了解一下队列（Queue）
1、什么是队列？
队列是一种 特殊的线性表 ，特殊之处在于它只允许在表的前端进行删除操作，而在表的后端进行插入操作。进行 插入操作的端称为队尾 ，进行 删除操作的端称为队头 。
2、队列动图演示
- 下面是博主用ppt做的动图，可以形象生动的演示队列 入队出队 的操作
记笔记
✏️：队列是一种特殊的 线性表
✏️：数据只能从队列的 队尾入队，队头出队
✏️：队列的特点是 先进先出
3、消息队列
- 消息队列其实就是一个严格意义上的队列，在消息入队出队过程中，保证这些消息严格有序
：消息队列提供了一个 从一个进程向另外一个进程发送一块数据 的方法。
：因为队列先进先出的特点，所以先发送的消息先收到， 保证 消息严格有序 。
：消息队列也有管道一样的不足，就是 每个数据块的最大长度是有上限的 ，系统上全体队列的 最大总长度也有一个上限 。
：一个进程发送的 消息会保留在消息队列中 ，直到另一个进程读取了队列中的消息，消息才会从消息队列 “出队” 。
三、消息队列相关函数
- 下面为创建消息队列和使用消息队列用到的几个函数
1、msgget（）函数
- 用来创建和访问一个消息队列，消息队列不存在则创建，存在则访问
头文件
#include
#include
#include函数原型
int msgget(key_t key, int msgflg);
参数
key➡️某个消息队列的名字。
msgflg➡️由九个权限标志构成，用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的。
返回值
成功：将返回一个 非负整数 ，即该消息队列的 标识码
失败：返回 “-1”
- 下面为创建消息队列的代码
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
int main()
{
int msgid = 0;
//消息队列不存在则创建 存在则访问
msgid = msgget((key_t)1001, IPC_CREAT | 0777);
if (msgid == -1)
{
perror("msgget error");
}
else
{
cout << "消息队列创建成功 " << "msgid = " << msgid << endl;
}
return 0;
} - 在linux下找到对应的main.cpp ，通过g++ 的方式编译， ./ 运行
可以看见消息队列创建成功，且 id 为131072
- 通过命令： ipcs ，可以看见我们新创建出来的消息队列，权限为777， id 为131072 。
- 可以通过命令 ipcrm -a 将创建出来的消息队列删掉
2、msgsnd（）函数
- 用于把一条消息添加到消息队列里去
头文件
#include
#include
#include函数原型
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
参数
msqid➡️由msgget() 函数返回的消息队列标识码。
msgp➡️是一个指针，指针指向准备发送的消息。
msgsz➡️指向的消息长度，这个长度不能保存消息类型的那个“long int”长整型计算在内。
msgflg➡️控制着当前消息队列满或到达系统上限时将要发生的事情，为0即可。
返回值
成功：返回 1
失败：返回 -1
- 发送的消息结构应该用如下结构体
消息结构体
struct msgbuf
{
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[50]; /* message data */
};注意
发送信息前应该 先用这个 mtype 确定消息的类型 ，接收消息时会用到这个 mtype。
3、msgrcv（）函数
- 作用是从一个消息队列里检索消息，即读取消息。读取一条消息，该消息就 “出队”。
头文件
#include
#include
#include函数原型
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
参数
msqid➡️由msgget() 函数返回的消息队列标识码。
msgp➡️是一个指针，指针指向准备接收的消息。
msgsz➡️指向的消息长度，这个长度不能保存消息类型的那个“long int”长整型计算在内。
msgtyp➡️发送消息时指定的 msgtyp。
msgflg➡️控制着队列中没有相应类型的消息可供接收时将要发生的事，为0即可。
返回值
成功：返回 实际放到接收缓冲区里去的字符个数
失败：返回 -1
记笔记
✏️：msgrcv（）函数是一个 阻塞函数 ，只有读到消息才会继续执行。
好了，消息队列使用到的函数就介绍到这里了，接下来通过一个代码实战来巩固消化这些知识，话不多说
四、实战演练（使用消息队列实现两个进程互相聊天）
1、发送消息端
发送消息端，通过控制台输入，先 发 消息类型（msgtyp）为 1 的消息，再等待 接收 对方发过来的消息类型（msgtyp）为 2 的消息。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
typedef struct sndMsgbuf
{
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[50]; /* message data */
}MSGBUF;
int main()
{
int msgid = 0;
MSGBUF sendbuf;
//消息队列不存在则创建 存在则访问
msgid = msgget((key_t)1001, IPC_CREAT | 0777);
if (msgid == -1)
{
perror("msgget error");
}
else
{
cout << "消息队列创建成功 " << "msgid = " << msgid << endl;
}
while (1)
{
//先发送消息
//指定发送消息类型为 1
sendbuf.mtype = 1;
cin >> sendbuf.mtext;//控制台输入作为消息数据
int res = msgsnd(msgid, &sendbuf, sizeof(sendbuf.mtext), 0);
if (res == -1)
{
perror("msgsnd error");
}
else
{
cout << "消息已发送" << endl;
cout << endl;
bzero(&sendbuf, sizeof(sendbuf));
//再接收消息
//msgrcv为阻塞函数 接收消息类型为 2 的消息
int res = msgrcv(msgid, &sendbuf, sizeof(sendbuf.mtext), 2, 0);
if (res == -1)
{
perror("msgrcv error");
}
else
{
cout << "对方发来一条消息： " << sendbuf.mtext << endl;
cout << endl;
bzero(&sendbuf, sizeof(sendbuf));
}
}
}
return 0;
}
2、接收消息端
接收消息端，先等待 接收 对方发过来的消息类型（msgtyp）为 1 的消息，再通过控制台输入， 发送 消息类型（msgtyp）为 2 的消息。
#include
#include
#include
#include
#include
#include
using namespace std;
typedef struct rcvMsgbuf
{
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[50]; /* message data */
}MSGBUF;
int main()
{
int msgid = 0;
MSGBUF receivebuf;
msgid = msgget((key_t)1001, IPC_CREAT | 0777);
if (msgid == -1)
{
perror("msgget error");
}
else
{
cout << "消息队列创建成功 " << "msgid = " << msgid << endl;
}
while (1)
{
//先接收消息
//msgrcv为阻塞函数 接收消息类型为 1 的消息
int res = msgrcv(msgid, &receivebuf, sizeof(receivebuf.mtext), 1, 0);
if (res == -1)
{
perror("msgrcv error");
}
else
{
cout << "对方发来一条消息： " << receivebuf.mtext << endl;
cout << endl;
bzero(&receivebuf, sizeof(receivebuf));
//再发送消息
//指定发送消息类型为 2
receivebuf.mtype = 2;
cin >> receivebuf.mtext;//控制台输入作为消息数据
int res = msgsnd(msgid, &receivebuf, sizeof(receivebuf.mtext), 0);
if (res == -1)
{
perror("msgsnd error");
}
else
{
cout << "消息已发送" << endl;
cout << endl;
bzero(&receivebuf, sizeof(receivebuf));
}
}
}
return 0;
} 3、实现效果
- 在linux下通过g++的方式进行编译，在用 ./ 的方式运行，测试结果如下
写端先发消息，然后读端收到消息后再发送给写端，循环往复完成回合制聊天。
五、总结
✏️：由于队列先进先出的特点，可以保证 消息按序接收 。
✏️：发送消息端和接收消息端发送的 消息类型（msgtyp）要不一致 ，否则消息收发会乱套。
✏️：消息发送出去就存在消息队列里，只有当某个进程读取里面的内容时， 读几条消息就“出队”几条 。
✏️：每个数据（消息）块的最大长度是有上限的，系统上全体队列的最大总长度也有一个上限，即 无法进行大数据传输 。
✏️：msgrcv（）函数是一个 阻塞函数 ，只有读到消息才会继续执行。
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