Linux的进程编程-之二-进程间通信（消息队列）

1.1         系统V消息队列

消息队列中的每个消息都有如下的数据结构：

struct msgbuf

{

long mtype;         // 消息类型

char mtext[n];      // 消息内容，n由用户自己定义

};

1.1.1       ftok( )

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

key_tftok( const char *name, int id )

参数name指定了文件名（包含路径），该文件必须存在，而且当前进程必须能够访问该文件。

参数id只有低8位有效。

只有当name和id取值都相同时，返回的键值key才是相同的。

成功返回键值，失败返回-1。

1.1.2       msgget( )

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/msg.h>

intmsgget( key_t key, int msgflg )

创建或获取消息队列；成功返回与key相关联的消息队列id，失败返回-1。

参数msgflg可以取IPC_CREAT、IPC_EXCL、IPC_NOWAIT。

单独使用IPC_CREAT，如果不存在与键值key相关联的消息队列，就创建一个新的消息队列，并返回其id，如果已经存在与键值key相关联的消息队列，就返回该消息队列的id。

单独使用IPC_EXCL是没有意义的，如果IPC_EXCL和IPC_CREAT一起使用，当与键值key相关联的消息队列已经存在时，就失败返回-1。

下面两种情况会创建一个新的消息队列：

1．参数msgflg指定IPC_CREAT，而且没有消息队列与键值key相关联；

2．参数key指定IPC_PRIVATE；

参数msgflg的低9位指定新创建消息队列的访问权限：

所有者			组成员			其他成员
读	写	执行	读	写	执行	读	写	执行

1.1.3       msgrcv( )

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/msg.h>

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

读取消息队列中的一个消息，存放到msgp指向的msgbuf结构中。

成功返回实际读出消息内容的字节数，并将消息从消息队列中移除；失败返回-1，不移除消息。

msgsz指定读取消息的长度，即msgbuf结构中mtext[n]的长度。

msgtyp指定读取消息的类型：

msgtyp = 0   读取消息队列中的第一个消息

msgtyp＞0   读取消息队列中第一个msgtyp类型的消息，如果没有，失败返回

msgtyp＜0   如果消息队列中的最小类型≤abs(msgtyp)，读取最小类型的第一个消息；

如果消息队列中的最小类型＞abs(msgtyp)，失败返回

参数msgflg可以取值：

IPC_EXCEPT   ：当msgtyp＞0时，返回消息队列中第一个类型不是msgtyp的消息。

IPC_NOWAIT

设定     ：如果消息队列中没有满足条件的消息，立即失败返回。

未设定 ；如果消息队列中没有满足条件的消息，挂起当前进程，直到以下任一事件发生：

1．满足条件的消息出现在消息队列中，成功返回；

2．消息队列被删除，失败返回。

IPC_NOERROR

设定     ：如果消息内容＞msgsz，把多余的消息内容清除，成功返回。

未设定 ：如果消息长度＞msgsz，失败返回。

1.1.4       msgsnd( )

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/msg.h>

intmsgsnd( int msqid, struct msgbuf *msgp, int msgsz, int msgflg );

向消息队列中发送一个消息，消息来源是msgp指向的msgbuf结构。

成功返回0；失败返回-1。

msgsz指定发送消息的长度，即msgbuf结构中mtext[n]的长度。

参数msgflg可以取值：

IPC_NOWAIT

设定     ：如果队列中的消息内容或消息数目已经达到上限，立即失败返回。

未设定 ：如果队列中的消息内容或消息数目已经达到上限，挂起当前进程直到任一事件发生：

1．消息内容或消息数目恢复正常，成功返回；

2．消息队列被删除，失败返回。

1.1.5       msgctl( )

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

#include<sys/msg.h>

intmsgctl( int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf );

获取或设置消息队列的属性，成功返回0；失败返回-1。

参数cmd可以指定三种操作：

IPC_RMID ：删除指定的消息队列。

IPC_STAT   ：用来获取消息队列的信息，返回的信息存放到buf指向的msqid_ds结构中。

IPC_SET     ：用来设置消息队列的属性，要设置的属性存储在buf指向的msqid_ds结构中。

1.2         Posix消息队列

1.2.1       消息队列的创建和删除

1.2.1.1     mq_open( )

#include<mqueue.h>

mqd_tmq_open( const char *name, int flag )

mqd_t mq_open( const char *name, int flag, mode_t mode, mq_attrattr )

创建或获取一个消息队列。成功返回消息队列描述符；失败返回-1。

参数name指定与消息队列相关联的名字。

参数flags可以取：

O_RDONLY     O_WRONLY      O_RDWR（三选一）

O_CREAT

单独使用O_CREAT，如果不存在与name相关联的消息队列，就创建一个新的消息队列，并返回其描述符，如果已经存在与name相关联的消息队列，就返回该消息队列的描述符。

如果指定了O_CREAT，需要使用mq_open( )的第二种形式，其中参数mode指定了新创建消息队列的访问权限，参数attr指定了新创建消息队列的属性。

O_EXCL。

单独使用O_EXCL是没有意义的，如果O_EXCL和O_CREAT一起使用，当与name相关联的消息队列已经存在时，就失败返回。

O_NONBLOCK

决定在mq_send( )和mq_receive( )时是否会挂起当前进程，直到读取或发送消息成功。

1.2.1.2      mq_close( )

#include <mqueue.h>

int mq_close( mqd_t mqdes )

关闭当前进程和指定消息队列之间的联系。

成功返回0，失败返回-1。

1.2.1.3      mq_unlink( )

#include <mqueue.h>

int mq_unlink( const char *name )

删除指定的消息队列，但是如果当前仍有其它进程正在使用消息队列，则暂时放弃删除操作，并立即返回，直到其它进程通过调用mq_close( )关闭之后，再进行删除操作。

成功返回0，失败返回-1。

1.2.2       消息队列的属性

1.2.2.1     mq_getattr( )

#include<mqueue.h>

intmq_getattr( mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr )

成功返回0，失败返回-1。

struct mq_attr

{

long       mq_flags；         //message queue flags

long       mq_maxmsg;       //maximum number of messages

long       mq_msgsize; // maximummessage size

long       mq_curmsgs;       // numberof messages currently queued

}

1.2.2.2     mq_setattr( )

#include<mqueue.h>

intmq_setattr( mqd_t mqdes, const struct mq_attr *newAttr, struct mq_attr *oldAttr)

注意：只能设定mq_attr结构中的mq_flags，mq_attr结构中的其它成员将被忽略。

成功返回0，失败返回-1。

1.2.3       消息队列的操作

1.2.3.1     mq_notify()

#include<mqueue.h>

int mq_notify( mqd_t mqdes, const struct sigevent*notification )

成功返回0，失败返回-1。

为当前进程在指定的消息队列上注册notify操作，当消息队列由空变为非空时，也就是说有消息加入原本为空的消息队列时，会触发进程注册的nofity操作。

参数notification指定需要注册的nofity操作。如果参数notification为NULL，而且进程之前注册过notify操作，会取消之前注册的notify操作。

需要注意的是：

1．只能有唯一的一个进程在消息队列上注册notify操作。如果已经有其它进程在消息队列上注册了notify操作，试图再次进行notify()会失败返回；

2．当进程注册的nofity操作被触发之后，该nofity操作就会被删除，其它进程可以重新向该消息队列注册notify操作。

如果进程已经注册过notify操作，而且进程在消息队列为空时，阻塞调用了mq_receive( )（即在mq_open()时设定了O_NONBLOCK），如果有一个消息到达，会先满足mq_receive( )调用，所以消息队列仍然为空，不会触发notify操作。

struct sigevent

{

int   sigev_notify;

int   sigev_signo;  // signal numbersent to current process when the timer expires

union sigval         sigev_value;  // info carried with signal

NotifyFUN         sigev_notify_function;      //typedef  void (*NotifyFUN)( union sigval)

pthread_attr_t*   sigev_notify_attributes;

}

sigev_notify的取值：

SIGEV_NONE        ：No notification will be delivered when the event ofinterest occurs.

SIGEV_SIGNAL     ：A queued signal will be generated when theevent of interest occurs.

SIGEV_THREAD   ：A notification function will be called toperform notification.

1.2.3.2     mq_receive( )

#include<mqueue.h>

ssize_tmq_receive( mqd_t mqdes, char *msg, size_t len, unsigned int *prio )

读取the oldest of the highest priority message。

参数len指定读取消息的长度，如果len＜attr(mq_msgsize)，失败返回。

mq_open( )是否设定O_NONBLOCK，会决定mq_receive( )是否进行阻塞读取。

成功返回读取消息的字节数，失败返回-1。

1.2.3.3     mq_send( )

#include<mqueue.h>

intmq_send( mqd_t mqdes, const char *msg, size_t len, unsigned int prio )

参数len指定发送消息的长度，如果len＞attr(mq_msgsize)，失败返回。

参数prio＜MQ_PRIO_MAX。

mq_open( )是否设定O_NONBLOCK，会决定mq_send( )是否进行阻塞发送。

成功返回0，失败返回-1。