Linux ipc------System V消息队列

       消息队列就是一个消息的链表。可以把消息看作一个记录，具有特定的格式以及特定的优先级。对消息队列有写权限的进程可以向其中按照一定的规则添加新消息；对消息队列有读权限的进程则可以从消息队列中读走消息。

       消息队列和共享内存类似消息队列它允许一个或多个进程向它写消息，一个或多个进程向它写读消息。消息队列存在于系统内核中，消息的数量受系统限制。我们来看一下有关消息队列的函数。

       Linux的消息队列(queue)实质上是一个链表, 它有消息队列标识符(queue ID). msgget创建一个新队列或打开一个存在的队列；msgsnd向队列末端添加一条新消息; msgrcv从队列中取消息, 取消息是不一定遵循先进先出的, 也可以按消息的类型字段取消息。

标识符(des)和键(key):
       消息队列， 信号量和共享内存。 都属于内核中的IPC对象,，它们都用IPC标识符来描述。这个标识符是一个非负整数, 与文件描述符不同的是, 创建时并不会重复利用通过删除回收的整数, 而是每次+1, 直到整数最大值回转到0.
       IPC标识符是IPC对象的内部名, 而它的外部名则是IPC key(键),，它的基本类型是key_t，在头文件中定义为长整型.。IPC key由内核变换成IPC标识符。

消息队列状态msqid_ds:
每个消息队列都有一个msqid_ds结构与其关联：

struct msqid_ds
{
struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm;
struct msg *msg_first; /* first message on queue,unused */
struct msg *msg_last; /* last message in queue,unused */
__kernel_time_t msg_stime; /* last msgsnd time */
__kernel_time_t msg_rtime; /* last msgrcv time */
__kernel_time_t msg_ctime; /* last change time */
unsigned long msg_lcbytes; /* Reuse junk fields for 32 bit */
unsigned long msg_lqbytes; /* ditto */
unsigned short msg_cbytes; /* current number of bytes on queue */
unsigned short msg_qnum; /* number of messages in queue */
unsigned short msg_qbytes; /* max number of bytes on queue */
__kernel_ipc_pid_t msg_lspid; /* pid of last msgsnd */
__kernel_ipc_pid_t msg_lrpid; /* last receive pid */
};

函数

头文件：

#include

#include

#include

1.创建新消息队列或取得已存在消息队列
原型：int msgget(key_t key, int msgflg);
参数：

key：IPC key，可以认为是一个IPC的端口号，也可以由函数ftok生成。

msgflg：IPC_CREAT值，若没有该队列，则创建一个并返回新标识符；若已存在，则返回原标识符。

            IPC_EXCL值，若没有该队列，则返回-1；若已存在，则返回0。

例1：

#include
#include
#include
#define MYMSG_KEY 6666
int main(int argc ,char *argv[])
{
        int msgid;
        msgid=msgget(ftok(".",100),IPC_CREAT | 0644);
        //msgid=msg(MYMSG_KEY,IPC_CREAT | 0644);
        printf("msgid=%d\n",msgid);
        if(msgid==-1)
        {
                perror("msgget error :");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
 
        return 0;
}

解析： 我们可以用ipcs -q 来查看是否创建成功。 用ipcrm –q msgid号删除。

2.向队列读/写消息
原型：
msgrcv从队列中取用消息：ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
msgsnd将数据放到消息队列中：int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
参数：

msqid：消息队列的标识码

msgp：指向消息缓冲区的指针，此位置用来暂时存储发送和接收的消息，是一个用户可定义的通用结构，如下：

struct msgstru{
    long mtype; //大于0
    char mtext[512];
};

msgsz：消息的大小。

msgtyp：从消息队列内读取的消息形态。如果值为零，则表示消息队列中的所有消息都会被读取。

msgflg：用来指明核心程序在队列没有数据的情况下所应采取的行动。如果msgflg和常数IPC_NOWAIT合用，则在msgsnd()执行时若是消息队列已满，则msgsnd()将不会阻塞，而会立即返回-1，如果执行的是msgrcv()，则在消息队列呈空时，不做等待马上返回-1，并设定错误码为ENOMSG。当msgflg为0时，msgsnd()及msgrcv()在队列呈满或呈空的情形时，采取阻塞等待的处理模式。

例2：

#include
#include
#include
#include
#define MYMSG_KEY 6666
 
struct mymesg {
        long  mtype;      /* positive message type */
        char  mtext[512]; /* message data, of length nbytes */
};
 
int main(int argc ,char *argv[])
{
        int msgid,msgsend_ret;
        char buf[25];
        struct  mymesg msg_send;
        msgid=msgget(ftok(".",100),IPC_CREAT | 0644);
        //msgid=msg(MYMSG_KEY,IPC_CREAT | 0644);
        printf("msgid=%d\n",msgid);
        if(msgid==-1)
        {
                perror("msgget error :");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
 
        // write messages to msg queue
        msg_send.mtype=1;
        printf("enter a message:\n");
        gets(buf);
        strcpy(msg_send.mtext,buf);
        msgsend_ret=msgsnd(msgid,&msg_send,strlen(msg_send.mtext)+1,0);
        if(msgsend_ret==-1)
        {
                perror("msgget error: ");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
           return 0;
}

解析：运行一次，写入消息后，消息数为1，再运行一次后， 我们可以看到消息的数量为 2。

例3：

#include
#include
#include
#include
#define MYMSG_KEY 6666
 
struct mymesg {
        long  mtype;      /* positive message type */
        char  mtext[512]; /* message data, of length nbytes */
};
 
int main(int argc ,char *argv[])
{
        int msgid,msgsend_ret;
        char buf[25];
        struct  mymesg msg_send;
        msgid=msgget(ftok(".",100),IPC_CREAT | 0644);
        //msgid=msg(MYMSG_KEY,IPC_CREAT | 0644);
        printf("msgid=%d\n",msgid);
       if(msgid==-1)
        {
                perror("msgget error :");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
 
        // write messages to msg queue
 /* 0   msg_send.mtype=1;
        printf("enter a message:\n");
        gets(buf);
        strcpy(msg_send.mtext,buf);
        msgsend_ret=msgsnd(msgid,&msg_send,strlen(msg_send.mtext)+1,0);
        if(msgsend_ret==-1)
        {
                perror("msgget error: ");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
*/
 
        //read mseeags from msg queue
        int msgrcv_ret;
        struct mymesg  mymsgrece;
        msgrcv_ret=msgrcv(msgid,&mymsgrece, sizeof(struct mymesg)-sizeof(long),1,0);
//读取消息的类型为1，长度为sizeof(struct mymesg)-sizeof(long)把读到
//的消息放到mymsgrece这这结构体中。
        if(msgrcv_ret==-1)
        {
                perror("msgrcv  error:");
                exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("received msg  from  queue  : %s\n",mymsgrece.mtext);
 
 
        return 0;
}

解析：分别运行2次后，去除消息队列中的数据。

3.设置消息队列属性
原型：int msgctl ( int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf );
参数：

msgctl 系统调用对 msgqid 标识的消息队列执行 cmd 操作，系统定义了 3 种 cmd 操作： IPC_STAT , IPC_SET , IPC_RMID

IPC_STAT : 该命令用来获取消息队列对应的 msqid_ds 数据结构，并将其保存到 buf 指定的地址空间。

IPC_SET : 该命令用来设置消息队列的属性，要设置的属性存储在buf中。

IPC_RMID : 从内核中删除 msqid 标识的消息队列。

例子4

//send.c
#include
#include
#include
#include
 
#define MYMSG_KEY  6666
 
struct mymesg {
    long  mtype;      /* positive message type */
    char  mtext[512]; /* message data, of length nbytes */
};
 
int main()
{
    int msgid,msgsend;
    struct  mymesg   mymsgsend;
    msgid=msgget(MYMSG_KEY,IPC_CREAT|0644);
    printf("msgid=%d\n",msgid);
    if(msgid==-1)
    {
       perror("msgget error: ");
       exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    mymsgsend.mtype=1;
    while(1)
    {
                printf("enter a  type  and a msg use to send :\n");
       scanf("%d%s",&mymsgsend.mtype,mymsgsend.mtext);
       msgsend=msgsnd(msgid,&mymsgsend,strlen(mymsgsend.mtext)+1,0);
       if(msgsend==-1)
       {
           perror("msgget error: ");
           exit(EXIT_FAILURE);
       }
              if(strcmp(mymsgsend.mtext,"exit")==0)  break;
 
    }
    return 0;
}

//recv.c
#include
#include
#define MYMSG_KEY 6666
 
struct mymesg {
    long  mtype;      /* positive message type */
    char  mtext[512]; /* message data, of length nbytes */
};
 
 
int main()
{
    int msgid,msgrcv_ret,msgctl_ret;
    struct mymesg  mymsgrece;
    msgid=msgget(MYMSG_KEY ,IPC_CREAT|0644);
    printf("msgid=%d\n",msgid);
    if(msgid==-1)
    {
       perror("msgget error:");
       exit(EXIT_FAILURE);
    }
    while(1)
    {
                scanf("%d",&mymsgrece.mtype);
       msgrcv_ret=msgrcv(msgid,&mymsgrece,512,mymsgrece.mtype,0);
       if(msgrcv_ret==-1)
       {
           perror("msgrcv  error:");
           exit(EXIT_FAILURE);
       }
               if(strcmp(mymsgrece.mtext,"exit")==0)  break;
          printf("received msg : %s\n",mymsgrece.mtext);
    }
    msgctl_ret=msgctl(msgid,IPC_RMID,0);
    if(msgctl_ret==-1)
    {
       perror("msgrcv  error:");
       exit(EXIT_FAILURE);
    }
    return 0;
}