消息队列MSG（多进程ipc）

进程间通讯（ipc）之消息队列：

1.在任意进程间有选择性地进行通讯的方式

2.发送数据时需要携带一定的消息标志

3.消息队列创建后由于是存在于内核中由内核管理，使用过后需要人工删除以释放资源

4.当一个发送方往消息队列中发送数据时，接收方一直还没接收，数据会一直在消息队列里等待接收方的出现

这是关于ipc的一些操作,点击跳转

我们换个通俗点的说法：小红和小绿是同班同学，小绿喜欢小红，但是小红不喜欢小绿，很明显哪怕他们在一起了也是没有结果的，爱情是要双方互相喜欢的情况下才会有好的结果，于是在我们没有遇到生命中的那个人时我们就会等他/她的出现；消息队列就如爱情❤，如果他们的消息标识符不一致是不能进行通讯的，它会一直等待接收（或发送）它消息的进程出现

相关函数原型：

//创建键值函数
//函数头文件
#include 
#include 

//函数原型
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

//函数介绍：
/********************************************************
函数作用：用于创建一个键值，
				键值作用 ：用于进程间通讯（ipc）时的一个标识符
				
形参：pathname：路径名-->通过哪一个路径来获得键值

	 proj_id（ project identifier）：项目id：即我们指定给它一个8位（一个字节，最大256）的整数，


注：其实可以看成路径下的消息队名为给它的数

返回值：
		成功：新生成且未被使用的键值
		失败：-1


********************************************************/

//获取消息队列的id号，也可使用参数在不存在的情况下创建
//函数头文件
#include 
#include 
#include 

//函数原型
int msgget(key_t key, int msgflg);

//函数介绍：
/********************************************************
函数作用：用于获取一个消息队列的id号或者创建一个消息队列

形参：key：键值，通过使用ftok函数创建返回的一个键值

	 msgflg：所对应的操作：
	 					IPC_CREAT ：键值key所对应的消息队列不存在则创建
（创建时需要给它一个权限使用方法类似于open函数，在后面使用位或或上操作权限）
						
						O_EXCL:键值key对应的消息队列存在则报错
	 						
注：当键值key被指定为IPC_PRIVATE时，系统自动分配一个键值来对应消息队列

返回值：
		成功：返回消息队列的标识符
		失败：-1


********************************************************/

测试代码：

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

int main(int argc,char **argv)
{
	//合成键值,在当前目录下合成键值
	key_t key = ftok(".",1);
	if(key == -1)
	{
		perror("ftok failed");
		return -1;
	}

	//创建消息队列,返回一个msgid
	int msgid = msgget(key,IPC_CREAT | 0666);
	if(msgid == -1)
	{
		perror("msgget failed");
		return -1;
	}

	return 0;
}

（1）当路径与pro_t值都一样时，返回的是同一个值（即合成的键值是同一个数）

（2）合成键值其实有点类似于创建一个文件的（但本质不一样），我们指定一个路径加上我们自定义的一个数字(类似我们指定一个路径下创建一个名字为什么的文件)

关于消息队列用于通讯的函数

//消息队列用于发送和接收的函数
#include 
#include 
#include 

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,
                      int msgflg);


/********************************************************
函数作用：

形参：msqid：通过msgget函数获取到的消息队列id号

	 msgp：一个自己定义的消息队列结构体的地址
	 		这个结构体一般形式有：
	 		struct msgbuf {
            	long mtype;       //消息的标识符，且必须大于0
            	char mtext[1];   //消息正文，数组大小由自己定义
           };
           注：结构体第一个元素必须为long类型的标识符！！！
     
     msgsz：发送数据的正文的大小，取决于消息队列结构体中mtext数组的大小

	msgtyp：消息队列接收函数中用于选择接收的数据的消息标识符

	msgflg：参数有
				0 ：阻塞写入或读取数据
				IPC_NOWAIT：往消息队列或写入或读取数据时不阻塞等待
				MSG_NOERROR:消息长度超出 msgsz时截断信息且不报错
				 		

返回值：
	msgsnd：
		成功： 0
		失败：-1
	msgrcv：
		成功：读取到的字节数
		失败：-1

********************************************************/


//获取或设置删除消息队列函数
//函数头文件
#include 
#include 
#include 

//函数原型
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

/********************************************************
函数作用：获取消息队列属性，设置消息队列属性或删除消息队列

形参：msqid：通过msgget函数获取到的消息队列id号

	 cmd：IPC_STAT:获取消息队列的属性，储存到struct msqid_ds *buf中
	 	  IPC_SET：把消息队列的属性设置为struct msqid_ds *buf中的属性
	 	  IPC_RMID：删除消息队列
	 	  IPC_INFO：获取当前系统消息队列的限制值信息
	 	  MSG_INFO：获取当前系统消息队列的相关资源消耗情况
	 	  
     buf：一个struct msqid_ds类型的变量的地址，这个结构体的成员有：
     struct msqid_ds {
               struct ipc_perm msg_perm;     //消息队列的所有权和权限
               time_t          msg_stime;    //消息队列最后一次发送信息的时间
               time_t          msg_rtime;    // 最后一次一次接收信息的时间
               time_t          msg_ctime;    // 最后一次更改消息队列状态时间 
               unsigned long   __msg_cbytes; //当前消息队列的数据大小
               msgqnum_t       msg_qnum;     //当前消息队列的消息个数
               msglen_t        msg_qbytes;   //消息队列最大的数据大小
               pid_t           msg_lspid;    //最后一次发送信息的进程id号
               pid_t           msg_lrpid;    //最后一次接收信息的进程id号
              };
              
返回值：
		成功：
		  IPC_STAT:0
	 	  IPC_SET：0
	 	  IPC_RMID：0
	 	  IPC_INFO：内核中记录所有消息队列信息的数组的下标最大值
	 	  MSG_INFO：内核中记录所有消息队列信息的数组的下标最大值
		失败：-1


********************************************************/

测试代码：

发送端:

/*
	消息队列发送
 */
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

//设计消息队列结构体，数组大小为30
struct msgdata
{
	long type;
	char data[30];
};


int main()
{
	//申请一个消息队列结构体变量
	struct msgdata msg_sed;
	//清空一下结构体变量
	bzero(&msg_sed,sizeof(msg_sed));

	//产生键值,第二个值可以为随机值，只要前面创建其他队列没有使用过
	key_t key = ftok(".",1);
	if(key == -1)
	{
		//创建失败直接退出
		perror("ftok failed");
		return -1;
	}
	
	//创建消息队列给0666权限,返回一个msgid
	int msgid = msgget(key,IPC_CREAT | 0666);
	if(msgid == -1)
	{
		//创建失败直接退出
		perror("msgget failed");
		return -1;
	}

	//不断发送数据
	while(1)
	{
		//每次发送前清空一下结构体里的内容
		bzero(&msg_sed,sizeof(msg_sed));

		printf("请输入需要发送的数据：");
		//发送类型为1
		msg_sed.type = 1;
		fgets(msg_sed.data,30,stdin);

		//打印一下字符串长度和内容
		//printf("%ld\n",strlen(msg_sed.data) );
		//printf("%s\n",msg_sed.data );
		//往消息队列发送数据
		msgsnd(msgid,&msg_sed,strlen(msg_sed.data),0);
	}
	
	//删除消息队列
	msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);

	return 0;
}

接收端:

/*
	消息队列接收
 */

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 

//设计消息队列结构体
struct msgdata
{
	long type;
	char data[30];
};


int main()
{
	//申请一个消息队列结构体变量
	struct msgdata msg_rcv;
	//
	key_t key = ftok("./",1);
	if(key == -1)
	{
		perror("ftok failed");
		return -1;
	}
	
	//获取消息队列id号，如果不存在则创建
	int msgid = msgget(key,IPC_CREAT | 0666);
	if(msgid == -1)
	{
		perror("msgget failed");
		return -1;
	}

	//接收数据
	while(1)
	{
		//每次清空一下结构体变量里的内容
		bzero(&msg_rcv,sizeof(msg_rcv));
		
		//msgrcv(msgid,&msg_rcv,30,1,0);
		//从消息队列读取数据，并判断是否读取成功
		int ret = msgrcv(msgid, &msg_rcv, 30 ,1, 0);
		if(ret == -1)
		{
			perror("error");
		}
		printf("接收到的数据%s", msg_rcv.data);

	}
	
	//删除消息队列
	msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);

	return 0;
}

运行结果

总结：

（1）管道与消息队列都是由内核来管理的进程间通讯机制

（2）消息队列类似于管道却又比管道更加人性化，管道的读端只要是管道里有消息都会将其读走，而消息队列是有选择性地去读取数据，只要不是它想要地都不会读走

（3）当消息队列的写端往消息队列写入数据时，读端还没打开，数据会一直在消息队列中等待它读端打开