LINUX消息队列实战之一

    前言

    能说能抄能论皆不算，能写能打才是真功夫。

    唠叨

    反正我也是一个孤独的程序猿，多说一些奇奇怪怪的唠叨也无妨，第一次写消息队列，书本的东西和实战很不同，根据实战总结的一些注意事项会和大家分享，也敲打敲打自己，以后别总是想当然，要头顶蓝天，脚踩大地，做一个能文亦能武的敦厚男人。

    简介

    消息队列是linux提供的一种便利的IPC机制，不具有任何血缘关系的程序可以通过消息队列进行便利的通信：不同的程序通过同样的key访问同一个消息队列，支持不同优先级的消息队列，效率较高且使用便利。

    消息队列常用的几个API 

    ftok：根据指定文件和参数生成key

    msgget：创建或者附加一个消息队列

    msgctl：获取消息队列的信息或者设置消息队列的参数

    msgsnd：向消息队列中添加消息

    msgrcv：从消息队列获取一条消息

    发消息代码 

#include <sys/types.h> 

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <iostream>

using namespace std;

key_t key;
#define MAX_TEXT 2000
//定义消息收发结构体，第一个成员必定为long型，用以存储msgtype，第二个成员为char字符串，长度可以自己定义
struct mymsg
{
    long mtype;
    char mtext[MAX_TEXT];
};


int main()
{
    //ftok的用法示例，在linux下使用ftok返回的key创建消息队列存在一些很奇怪的地方：不指定访问权限时msgget不返回错误，也没有创建消息队列
    //指定访问权限为0666时msgget返回错误并提示文件已存在，没有想明白为什么，网上也没有找到答案
    //这里仅示范下ftok的使用方法：返回值为key值，第一个参数为已经存在的文件，第二个参数为8位的数字0~255
    //if((key = ftok("./msg_server.cpp", 108)) == -1)
    //{
        //printf("fotk error, %s ", strerror(errno));
        //return -1;
    //}
    //printf("key %d ", key);
    //由于上面提到的原因，采用了指定一个随机key的方式进行创建，这次成功了
    //msgget用法：返回值为消息队列ID，第一个参数为key值，指定key未IPC_PRIVATE时将创建新的消息队列，无法创建时报错
    //第二个参数为flag，IPC_CREAT表示如不存在就创建新的消息队列，加上IPC_EXCL表示创建新的消息队列，无法创建时报错，通常要加上操作权限，比如0666
    int iMsgId = msgget((key_t)1828888, IPC_CREAT | 0666);
    //关于key的一点疑惑，在腾讯云上敲代码时部分key并不支持，用了一个较大的key去创建消息队列直接失败了

    if(iMsgId == -1)
    {
        cout << "iMsgId:" << iMsgId << endl;
        printf("create msgqueue failed, %s ", strerror(errno));
        return -1;
    }
    cout << "iMsgId:" << iMsgId << endl;

    int ret = 0;
    //获取消息队列的属性信息，msgctl传入IPC_STAT和msqid_ds对象指针
    msqid_ds info;
    memset(&info, 0, sizeof(info));
    ret = msgctl(iMsgId, IPC_STAT, &info);
    if( ret == -1)
    {
        cout << "msgctl with IPC_STAT failed" << endl;
    }
    //下面是一个失败的尝试，企图将消息队列的大小扩大至6400000，但系统报错了，先记录下来
    info.msg_qbytes = 6400000;
    ret = msgctl(iMsgId, IPC_SET, &info);
    if(ret == -1)
    {
        cout << "msgctl with IPC_SET failed" << endl;
    }
    //linux下特有的支持，可以查看消息队列的系统属性，传入IPC_INFO和msginfo，相关信息将写入msginfo
    msginfo stinfo;
    ret = msgctl(iMsgId, IPC_INFO, (msqid_ds*)&stinfo);
    if(ret == -1)
    {
        cout << "msgctl with IPC_INFO failed" << endl;
    }
    else
    {
        cout << "msginfo.msgmax:" << stinfo.msgmax << endl;
        cout << "msginfo.msgmnb:" << stinfo.msgmnb << endl;
        cout << "msginfo.msgmni:" << stinfo.msgmni << endl;
    }

    mymsg msg;
    msg.mtype = 1;
    memset(msg.mtext, 11, MAX_TEXT-1);
    msg.mtext[1999] = '';
    int count = 0;
    while(count != 10000)
    {
        //向消息队列写入消息，如果成功，ipcs查看消息队列将会多一个消息
        //msgsnd详解：第一个参数为消息队列id，由msgget返回，第二个参数为要发送的消息指针，第三个参数为待发送消息的字符串变量长度，第三个参数为flag
        ret = msgsnd(iMsgId, (void*) &msg, MAX_TEXT, IPC_NOWAIT);
        if(ret == -1)
        {
            printf("msgsnd error, %s ", strerror(errno));
            if(errno == EACCES)
                printf("errno == EACCES ");
            else if(errno == EAGAIN)
                printf("errno == EAGAIN ");
            else if(errno == EFAULT)
                printf("errno == EFAULT ");
            else if(errno == EIDRM)
                printf("errno == EIDRM ");
            else if(errno == EINTR)
                printf("errno == EINTR ");
            else if(errno == EINVAL)
                printf("errno == EINVAL ");
            else if(errno == ENOMEM)
                printf("errno == ENOMEM ");
            else
                printf("errno == E2BIG ");
            break;
        }
        count++;
    }
    getchar();
}

    收消息代码

#include <sys/types.h> 

#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <errno.h>
#include <string.h>
#include <iostream>
#include <unistd.h>

using namespace std;

key_t key = 0x31a3852;
#define MAX_TEXT 2000

struct mymsg
{
    long mtype;
    char mtext[MAX_TEXT];
} msg;



int main()
{
    //同server相对，指定同样的key来获取同一个消息队列的访问权限，这里没有指定IPC_CREAT
    int msqid = msgget((key_t)1828888, IPC_NOWAIT | 0666);
    if(msqid == -1)
    {
        printf("msgget failed, %s ", strerror(errno));
        return -1;
    }
    cout << "msqid:" << msqid << endl;
    int count = 0;
    int ret = 0;
    while(1)
    {
        //第一参数指定消息队列ID，第二参数指定消息存储对象指针，第三参数指定消息存储字符成员的长度，第四参数指定要收取的消息类型即优先级，0表示所有优先级，第五参数为flag
        ret = msgrcv(msqid, &msg, MAX_TEXT, 0, IPC_NOWAIT);
        if(ret == -1)
        {
            printf("msgrcv failed, %s ", strerror(errno));
            usleep(100000);
        }
        else
        {
            count++;
            printf("recv a msg, %s ", msg.mtext);
        }
    }
}

     小结

    消息队列使用比较简单，但存在一些限制，仅凭道听途说怕是不能真正掌握。