linux下的进程间通信之消息队列

概念： 进程彼此之间可以通过IPC消息进行通信。进程产生的每条消息都被发送到一个IPC消息队列中，这条消息一直存放在队列中，直到另一个进程将其读走为止。

优点：可以通过发送消息来几乎完全避免命名管道的同步和阻塞问题；消息队列提供了一种从一个进程向另一个进程发送一个数据块的方法。而且，每个数据块被认为含有一个类型，接收进程可以独立地接收含有不同类型值的数据块。

缺点：每个数据块有一个最大长度的限制；系统中所有消息队列所包含的全部数据块的总长度也有一个上限。

基本原理： 消息是由固定大小的首部和可变长度的正文组成的；可以使用一个整数值标识消息，这就允许进程有选择的从消息队列中获取消息。只要进程从IPC消息队列中读出一条消息，内核就把这条消息删除；因此，一个进程只能接收一条给定的消息。当消息队列满时，则试图让新消息入队的进程可能被阻塞。当消息队列为空时，则接收进程甚至会被阻塞。

代码示例：

发送信息的程序的源文件msgsend.c的源代码为：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>
 
#define MAX_TEXT 512
struct msg_st
{
    long int msg_type;
    char text[MAX_TEXT];
};
 
int main()
{
    int running = 1;
    struct msg_st data;
    char buffer[BUFSIZ];
    int msgid = -1;
 
    //建立消息队列
    msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
    if(msgid == -1)
    {
        fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d
", errno);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
 
    //向消息队列中写消息，直到写入end
    while(running)
    {
        //输入数据
        printf("Enter some text: ");
        fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
        data.msg_type = 1;    //注意2, 用来设置发送的信息的信息类型，即其发送的信息的类型为1
        strcpy(data.text, buffer);
        //向队列发送数据
        if(msgsnd(msgid, (void*)&data, MAX_TEXT, 0) == -1)
        {
            fprintf(stderr, "msgsnd failed
");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        //输入end结束输入
        if(strncmp(buffer, "end", 3) == 0)
            running = 0;
        sleep(1);
    }
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

接收信息的程序源文件为msgreceive.c的源代码为：

#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/msg.h>
 
struct msg_st
{
    long int msg_type;
    char text[BUFSIZ];
};
 
int main()
{
    int running = 1;
    int msgid = -1;
    struct msg_st data;
    long int msgtype = 0; //注意1,值为0表示获取队列中第一个可用的消息
 
    //建立消息队列
    msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
    if(msgid == -1)
    {
        fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d
", errno);
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    //从队列中获取消息，直到遇到end消息为止
    while(running)
    {
        if(msgrcv(msgid, (void*)&data, BUFSIZ, msgtype, 0) == -1)
        {
            fprintf(stderr, "msgrcv failed with errno: %d
", errno);
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("You wrote: %s
",data.text);
        //遇到end结束
        if(strncmp(data.text, "end", 3) == 0)
            running = 0;
    }
    //删除消息队列
    if(msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1)
    {
        fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed
");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }
    exit(EXIT_SUCCESS);
}

如果把注意1，即msgreceive.c文件main函数中的语句由long int msgtype = 0;改变为long int msgtype = 2;会发生什么情况，msgreceive将不能接收到程序msgsend发送的信息。因为在调用msgrcv函数时，如果msgtype（第四个参数）大于零，则将只获取具有相同消息类型的第一个消息，修改后获取的消息类型为2，而msgsend发送的消息类型为1，所以不能被msgreceive程序接收。
msgreceive如果没有接收到信息和输出，而且当msgsend输入end结束后，msgreceive也不会结束，通过jobs命令我们可以看到它还在后台运行着。