消息队列用于运行于同一台机器上的进程间通信，它和管道和相似，是一个在系统内核中用来保存消息的队列，它在系统内核中是以消息链表的形式出现。消息链表中节点的结构用 $msg$ 声明。

消息队列

（1）创建新消息队列或取得已存在消息队列，函数原型：

int msgget(key_t key, int msgflg);

1）参数 $key$ 可以认为是一个端口号，也可以由函数 $ftok$ 生成
2） $msgflg$ 如果等于 $IPC$ _ $CREAT$ ，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； $msgflg$ 如果等于 $IPC$ _ $EXCL$ ，若没有该队列，则返回-1，若已存在，则返回0

（2）向队列读/写消息，函数原型如下所述:

$msgrcv$ 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, cosnt void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

1） $msqid$ 是消息队列的标识码
2） $msgp$ 是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信息，是一个用户可定义的通用结构，但一般定义为：

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

3） $msgsz$ 是指消息的大小
4） $msgtyp$ 是指从消息队列内读取的消息形态。如果值为0，则标识消息队列中的所有消息都会被读取
5） $msgflg$ ：用来指明核心程序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

（3）设置消息队列属性，函数原型：

int msgctl(int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

参数中的 $msgctl$ 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$_ $STAT$ 用来获取消息队列中对应的 $msqid$ _ $ds$ 数据结构，并将其保存到 $buf$ 指定的地址空间； $IPC$ _ $SET$ 用来设置消息队列的属性，要设置的属性存储在 $buf$ 中； $IPC$ _ RMID $用来从内核中删除$ msqid$的消息队列

例1：用消息队列来传输数据

//msgreceive.cpp
/*************************************************************************
      > File Name: msgreceive.cpp
      > Author: ersheng
      > Mail: [email protected] 
      > Created Time: Fri 01 Mar 2019 08:49:56 PM CST
 ************************************************************************/

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/msg.h>
using namespace std;
#define BUFSIZE 512
struct msg_st {
	long int msg_type;
	char text[BUFSIZE];
};
int main() {
	int running = 1;
	int msgid = -1;
	struct msg_st data;
	long int msgtype = 0;
	//建立消息队列 
	msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
	if (msgid == -1) {
		fprintf(stderr, "msgget failed with errno: %d\n", 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, BUFSIZE, msgtype, 0) == -1) {
			fprintf(stderr, "msgrcv failed with errno: %d\n", errno);
			exit(EXIT_FAILURE);
		}	
		printf("You wrote: %s\n", data.text);
		//遇到end结束 
		if (strncmp(data.text, "text", 3) == 0) {
			running = 0;
		}
	}
	//删除消息队列 
	if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1) {
		fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
		exit(EXIT_FAILURE);
	}
	exit(EXIT_SUCCESS);
}

//msgsend.cpp
/*************************************************************************
      > File Name: msgsend.cpp
      > Author: ersheng
      > Mail: [email protected] 
      > Created Time: Fri 01 Mar 2019 09:01:07 PM CST
 ************************************************************************/

#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>
using namespace std;
#define MAX_TEXT 512
#define BUFSIZE 512
struct msg_st {
	long int msg_type;
	char text[MAX_TEXT];
};
int main() {
	int running = 1;
	struct msg_st data;
	char buffer[BUFSIZE];
	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\n", 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, BUFSIZE, stdin);
		data.msg_type = 1;
		strcpy(data.text, buffer);
		//向队列发送数据 
		if (msgsnd(msgid, (void *)&data, MAX_TEXT, 0) == -1) {
			fprintf(stderr, "msgsend failed\n");
			exit(EXIT_FAILURE);
		}
		//输入end结束输入 
		if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0) {
			running = 0;
		}
		sleep(1);
	}
	exit(EXIT_SUCCESS);
}

在这里插入图片描述

消息队列与有名管道

相同点：

1）消息队列进行通信的进程可以是不相关的进程，同时它们都是通过发送和接受的方式来传递数据的。
2）在命名管道中，发送数据用 $write$ 函数，接受数据用 $read$ 函数，而在消息队列中，发送数据用 $msgsnd$ 函数，接收数据用 $msgrcv$ 函数，而且它们对每个数据都有一个最大长度的限制

不同点：

1)消息队列也可以独立发送和接受进程而存在，从而消除了在同步命名管道的打开和关闭时可能产生的困难
2）可以同时通过发送消息以避免命名管道的同步和阻塞问题，而不需要进程来提供同步方法
3）接受程序可以通过消息类型有选择地接受数据，而不是像命名管道中那样，只能默认地接受

进程间通信(二)消息队列

消息队列

消息队列与有名管道

猜你喜欢