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  • 进程间通信六(消息队列)

    一、消息队列的特点

        1.消息队列是消息的链表,具有特定的格式,存放在内存中并由消息队列标识符标识.
        2.消息队列允许一个或多个进程向它写入与读取消息.
        3.管道和命名管道都是通信数据都是先进先出的原则。
        4.消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取.比FIFO更有优势。

        目前主要有两种类型的消息队列:POSIX消息队列以及系统V消息队列,系统V消息队列目前被大量使用。系统V消息队列是随内核持续的,只有在内核重起或者人工删除时,该消息队列才会被删除。

    二、相关函数

    1. 获得key值

    key_t ftok(char *pathname, int projid)

    #include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    参数:
        pathname:文件名(含路径),通常设置为当前目录“.” 比如projid为'a',则为"./a"文件
        projid:项目ID,必须为非0整数(0-255).

    2. 创建消息队列
        int msgget(key_t key, int msgflag)

    #include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    功能:
        用于创建一个新的或打开一个已经存在的消息队列,此消息队列与key相对应。
    参数:
        key:函数ftok的返回值或IPC_PRIVATE。
        msgflag:
            IPC_CREAT:创建新的消息队列。
            IPC_EXCL:与IPC_CREAT一同使用,表示如果要创建的消息队列已经存在,则返回错误。
            IPC_NOWAIT:读写消息队列要求无法满足时,不阻塞。
    返回值:
        调用成功返回队列标识符,否则返回-1.

    在以下两种情况下,将创建一个新的消息队列:
        1、如果没有与键值key相对应的消息队列,并且msgflag中包含了IPC_CREAT标志位。
        2、key参数为IPC_PRIVATE。

    3. 消息队列属性控制
        int msgctl(int msqid,  int cmd,  struct msqid_ds *buf)
    功能:

     对消息队列进行各种控制操作,操作的动作由cmd控制。
    参数:
        msqid:消息队列ID,消息队列标识符,该值为msgget创建消息队列的返回值。
        cmd:
            IPC_STAT:将msqid相关的数据结构中各个元素的当前值存入到由buf指向的结构中.
            IPC_SET:将msqid相关的数据结构中的元素设置为由buf指向的结构中的对应值.
            IPC_RMID:删除由msqid指示的消息队列,将它从系统中删除并破坏相关数据结构.
    buf:消息队列缓冲区
         struct msqid_ds {
                   struct ipc_perm msg_perm;          /* Ownership and permissions*/
                   time_t         msg_stime;                 /* Time of last msgsnd() */
                   time_t         msg_rtime;                  /* Time of last msgrcv() */
                   time_t         msg_ctime;                 /* Time of last change */
                   unsigned long  __msg_cbytes;    /* Current number of bytes in  queue (non-standard) */
                   msgqnum_t      msg_qnum;          /* Current number of messages  in queue */
                   msglen_t       msg_qbytes;           /* Maximum number of bytesallowed in queue */
                   pid_t          msg_lspid;                  /* PID of last msgsnd() */
                   pid_t          msg_lrpid;                  /* PID of last msgrcv() */
                         };

         struct ipc_perm {
                   key_t key;                        /* Key supplied to msgget() */
                   uid_t uid;                         /* Effective UID of owner */
                   gid_t gid;                        /* Effective GID of owner */
                   uid_t cuid;                       /* Effective UID of creator */
                   gid_t cgid;                      /* Effective GID of creator */
                   unsigned short mode;    /* Permissions */
                   unsigned short seq;       /* Sequence number */
                       };

    4.发送信息到消息队列
        int msgsnd(int msqid,  struct msgbuf *msgp,  size_t msgsz,  int msgflag)
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    功能:

        将新消息添加到队列尾端,即向消息队列中发送一条消息。
    参数:
        msqid:已打开的消息队列id
        msgp:存放消息的结构体指针。
        msgflag:函数的控制属性。
        消息结构msgbuf为:
        struct msgbuf
        {
             long mtype;//消息类型
             char mtext[1];//消息正文,消息数据的首地址,这个数据的最大长度为8012吧,又可把他看成是一个结构,也有类型和数据,recv时解析即可。
        }
        msgsz:消息数据的长度。
        msgflag:
             IPC_NOWAIT: 指明在消息队列没有足够空间容纳要发送的消息时,msgsnd立即返回。
             0:msgsnd调用阻塞直到条件满足为止.(一般选这个)

    5. 从消息队列接收信息
        ssize_t msgrcv(int msqid,  struct msgbuf *msgp,  size_t msgsz,  long msgtype,  int msgflag)
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <sys/msg.h>
    功能:

        从队列中接收消息
    参数:
        msqid:已打开的消息队列id
        msgp:存放消息的结构体指针。msgp->mtype与第四个参数是相同的。
        msgsz:消息的字节数,指定mtext的大小。
        msgtype:消息类型,消息类型 mtype的值。如果为0,则接受该队列中的第一条信息,如果小于0,则接受小于该值的绝对值的消息类型,如果大于0,接受指定类型的消息,即该值消息。
        msgflag:函数的控制属性。
        msgflag:
            MSG_NOERROR:若返回的消息比nbytes字节多,则消息就会截短到nbytes字节,且不通知消息发送进程.
            IPC_NOWAIT:调用进程会立即返回.若没有收到消息则返回-1.
            0:msgrcv调用阻塞直到条件满足为止.
    在成功地读取了一条消息以后,队列中的这条消息将被删除。

    三、相关例子

    例1:消息队列之简单收发测试
    #include <sys/types.h>
    #include <sys/msg.h>
    #include <unistd.h>
    #include <string.h>
    #include <stdio.h>

    struct msg_buf{
         int mtype;//消息类型
         char data[255];//数据
    };

    int main(int argc,  char *argv[])
    {
          key_t key;
          int msgid;
          int ret;
          struct msg_buf msgbuf;
          //获取key值
          key = ftok(".",  'a');
          printf("key = [%x] ",  key);

          //创建消息队列
          msgid = msgget(key,  IPC_CREAT|0666);/*通过文件对应*/
          if(msgid == -1)
          {
                printf("creat error ");
                return -1;
          }

          //以当前进程类型,非阻塞方式发送"test data"到消息队列
          msgbuf.mtype = getpid();
          strcpy(msgbuf.data,  "test data");
          ret = msgsnd(msgid,  &msgbuf,  sizeof(msgbuf.data),  IPC_NOWAIT);
          if(ret == -1)
          {
                printf("send message err ");
                return -1;
          }

          //以非阻塞方式接收数据
          memset(&msgbuf,  0,  sizeof(msgbuf));
          ret = msgrcv(msgid,  &msgbuf,  sizeof(msgbuf.data), getpid(),  IPC_NOWAIT);
          if(ret == -1)
          {
                printf("receive message err ");
                return -1;
          }
          printf("receive msg = [%s] ",  msgbuf.data);
          return 0;
    }
    例2:进程间消息队列通信
    #include <stdio.h>
    #include <stdlib.h>
    #include <unistd.h>
    #include <sys/ipc.h>
    #include <string.h>
    #include <signal.h>

    struct msgbuf{
          int mtype;
          char mtext[100];
    };

    int main(void)
    {
          key_t key;
          pid_t pid;
          int msgid;
          struct msgbuf msg;

          key=ftok(".", 0x01);
          if ( (msgid = msgget(key,  IPC_CREAT|0666)) <0 )
          {
                perror("msgget error");
                exit(1);
          }

          //创建一个进程
          if ( (pid = fork()) < 0 )
          {
                perror("fork error");
                exit(1);
          }
          //子进程收信息
          else if (pid==0)
          {
                while(1)
                {
                      memset(msg.mtext, 0, 100);
                      msgrcv(msgid, &msg, 100, 9, 0);  //receive the msg from 9
                      printf(" eceive:%s ", msg.mtext);
                      fflush(stdout);
                }
                exit(0);
          }
          //父进程发信息
          else
          {
                while(1)
                {
                      memset(msg.mtext, 0, 100);
                      printf("father:");
                      fgets(msg.mtext, 100, stdin);
                      if (strncmp("bye", msg.mtext, 3)==0)//如果前3个字符为bye,则退出
                      {
                            kill(pid, SIGSTOP);
                            exit(1);
                      }
                      msg.mtype=9;//send to 9
                      msg.mtext[strlen(msg.mtext)-1]='';
                      msgsnd(msgid, &msg, strlen(msg.mtext)+1, 0);

           sleep(1);    //等待子进程读完数据
                }
          }

          return 0;
    }

    转自:http://www.jb51.net/article/37412.htm

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  • 原文地址:https://www.cnblogs.com/thinkinglife/p/5555595.html
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