1.消息队列
1）消息队列提供了一个从进程向另外一个进程发送一块是数据的方法
2）每个数据块都被认为是有一个类型，接收者进程接收的数据块可以有不同的类型
不足之处：
每个消息的最大长度是有限制的。MSGMAX
每个消息队列的总的字节数也是有上限。MSGMNB
系统上消息队列的总数也有一个上限。MSGMNI
可以这样查看这三个限制：
xcy@xcy-virtual-machine:~$ cat /proc/sys/kernel/msgmax 8192 xcy@xcy-virtual-machine:~$ cat /proc/sys/kernel/msgmnb 16384 xcy@xcy-virtual-machine:~$ cat /proc/sys/kernel/msgmni 32000 xcy@xcy-virtual-machine:~$
2.IPC对象数据结构
内核为每个IPC对象维护了一个数据结构：
struct ipc_perm {
key_t __key; /* Key supplied to msgget(2) */
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 */
};
下面是消息队列的数据结构：
struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm; /* Ownership and permissions */
time_t msg_stime; /* Time of last msgsnd(2) */
time_t msg_rtime; /* Time of last msgrcv(2) */
time_t msg_ctime; /* Time of last change */
unsigned long __msg_cbytes; /* Current number of bytes in
queue (nonstandard) */
msgqnum_t msg_qnum; /* Current number of messages
in queue */
msglen_t msg_qbytes; /* Maximum number of bytes
allowed in queue */ // 这个就是MSGMNB
pid_t msg_lspid; /* PID of last msgsnd(2) */
pid_t msg_lrpid; /* PID of last msgrcv(2) */
};
3. 如何查看 IPC 对象
可以看到每个 IPC 对象都有一个 key 还有一个 id 。
命令 ipcs ：
如何删除：
ipcrm -Q <key>
ipcrm -q <id>
例如：
xcy@xcy-virtual-machine:~$ ipcrm -Q 0x4d2 xcy@xcy-virtual-machine:~$
4.如何操作消息队列
主要有下面几个函数：
#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h> int msgget(key_t key, int msgfl_g); int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf); int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgfl_g); ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgfl_g);
先补充一个自己的头文件comm.h
#ifndef __COMM_H__
#define __COMM_H__
#include<errno.h>
#include<stdlib.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while(0)
#endif // __COMM_H__
下面单独介绍：
4.1 msgget：
int msgget(key_t key, int msg fl_g );
功能：用来创建和访问一个消息队列
参数：key：某个消息队列的名字（比如1234）。还可以是IPC_PRIVATE，表示私有的，这样创建出来的消息队列只能用于亲缘进程通信，它的key是0.
msg fl_g ：由九个权限标志构成，它们的用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的
返回值：成功返回非负整数，是该消息队列的标识码，失败返回-1.
下面表示创建的大致过程：
开始 ->
if(key == IPC_PRIVATE)
{
if(系统表格满了)
{
// 出错返回
}
else
{
// 创建成功，返回标识符
}
}
else // 不是私有的
{
if(key已经存在)
{
if(IPC_CREAT和IPC_EXCL都设置了)
{
// 出错返回
}
else
{
if(访问权限允许)
{
// 成功打开消息队列，返回标识符
}
else
{
// 出错返回
}
}
}
else // key 不存在
{
if(IPC_CREAT设置了)
{
if(系统表格满了)
{
// 出错返回
}
else
{
// 创建成功，返回标识符
}
}
else // 不存在就无法打开
{
// 出错返回
}
}
}
View Code
实例：
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
#include"comm.h"
int main()
{
//int msgid = msgget(1234,0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL);// 已存在则失败
int msgid = msgget(1234,0666 | IPC_CREAT);
//int msgid = msgget(IPC_PRIVATE,0666 | IPC_CREAT);
if(msgid < 0)
ERR_EXIT("msgget");
printf("msgget success\n");
printf("msgid = %d\n", msgid);
return 0;
}
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4.2 msgctl
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
作用：消息队列控制函数
返回值：成功返回0，失败返回-1
参数：msgid：由msgget返回的id
cmd：有三个值可选
IPC_STAT：获取消息队列的状态，把msqid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值
IPC_SET：在进程有足够权限的条件下，把消息队列的当前关联值设置为msqid_ds数据结构中给出的值
IPC_RMID：删除消息队列。（此时buf可置为null）
buf：输入参数，根据第二个参数来设置，具体用法参考例子
例子：
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
#include"comm.h"
void stattest(int msgid)
{
struct msqid_ds buf;
int ret = msgctl(msgid, IPC_STAT, &buf);
if(ret < 0)
ERR_EXIT("msgctl");
printf("mode = %o\n", buf.msg_perm.mode);
printf("bytes = %ld\n", buf.__msg_cbytes);
printf("number = %d\n", (int)buf.msg_qnum);
printf("msgmnb = %d\n", (int)buf.msg_qbytes);
}
void rmtest(int msgid)
{
int ret = msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);
if(ret < 0)
ERR_EXIT("msgctl");
printf("remove msg success\n");
}
void settest(int msgid)
{
struct msqid_ds buf;
int ret = msgctl(msgid, IPC_STAT, &buf);
if(ret < 0)
ERR_EXIT("msgctl stat");
sscanf("600", "%o", (unsigned int*)&buf.msg_perm.mode);
ret = msgctl(msgid, IPC_SET, &buf);
if(ret < 0)
ERR_EXIT("msgctl set");
}
int main()
{
int msgid = msgget(1234,0);
if(msgid < 0)
ERR_EXIT("msgget");
printf("msgget success\n");
printf("msgid = %d\n", msgid);
//stattest(msgid);
//rmtest(msgid);
settest(msgid);
return 0;
}
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运行，这里仅仅展示stat的例子：
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_stat // 不存在会出错 msgget: No such file or directory xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_get // 先创建 msgget success msgid = 229376 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_stat msgget success msgid = 229376 mode = 666 bytes = 0 number = 0 msgmnb = 16384 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$
4.3 msgsnd
int msgsnd(int msqid, const void *msgp,size_t msgsz, int msg fl_g );
作用：把一条消息添加到消息队列中去 返回值：成功返回 0 ，失败返回 -1
参数： msgid ：由 msgget 返回的 idmsgp ：一个指针，指向准备发送的消息
msgsz ：是 msgp 指向的消息长度。这个长度不包含保存消息类型那个long int
的长整型
msg fl_g ：控制位，控制当前消息队列满或到达系统上限时将要发生的事情。
为 0 表示等待； msg fl_g =IPC_NOWAIT 。表示队列满不等待，返回EAGAIN
。
下面是消息的封装（参考形式）：
struct msgbuf{
longmtype; // 必须为long
型，接收者函数通过这个长整数确定消息的类型
char mtext[1]; // 这里存放具体的消息内容，必须小于 MSGMAX
};
例子：
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
#include"comm.h"
struct msgbuf{
long mtype;
char mtext[1];
};
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 3)
{
printf("Usage:<%s> <type> <len>\n", argv[0]);
return -1;
}
int type = atoi(argv[1]); // 表示发送的类型
int len = atoi(argv[2]); // 表示发送的数据大小
int msgid = msgget(1234,0);
if(msgid < 0)
ERR_EXIT("msgget");
printf("msgget success\n");
printf("msgid = %d\n", msgid);
struct msgbuf *buf = (struct msgbuf*)malloc(sizeof(buf));
buf->mtype = type;
int ret = msgsnd(msgid, (void*)buf, len, 0);// 满了就等待
//int ret = msgsnd(msgid, (void*)buf, len, IPC_NOWAIT);// 满了就会失败
if(ret < 0)
ERR_EXIT("msgsnd");
return 0;
}
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4.4 msgrcv
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msg fl_g ); 作用：从一个消息队列中接收消息
返回值：成功返回实际接收到放到接收缓冲区里去的字符个数，失败返回-1 参数：msgid：由msgget返回的id
msgp：一个指针，指向准备接收的消息 msgsz：是msgp指向的消息长度，不包含消息类型的长度。
msgtype：它可以实现接收优先级的简单形式 msg fl_g ：控制着队列中没有相应类型的消息可工接收时将要发生的事情。
下面重点来分析msgtye：
=0：表示返回队列里的第一条消息
>0：返回队列第一条类型等于msgtype的消息。
<0：返回队列第一条类型小于等于msgtype绝对值的消息。
关于小于0，man手册里面的东西：
* If msgtyp is less than 0, then the first message in the queue with the lowest type less than or equal to the absolute value of msgtyp will be read.
我的理解是： 第一条小于 msgtype绝对值的消息将会被读取。 实际的测试情况有点不符和，实际情况返回的是小于 msgtype绝对值中类型最小的那一个。
比如：发送给消息队列的顺序是 4 5 4 1 78 3 8（这些数字表示类型）,获取的是-10。结果却收到的是类型为1的消息。并且假如发送了多个1，收到的会是第一个类型为1的消息。
补充：
msgfl_g=IPC_NOWAIT：队列没有可读消息不等待，返回ENOMSG错误
msg fl_g =MSG_NOERROR：消息大小超过msgsz时被截断
msgtype>0且msg fl_g=MSG_EXCEPT：接收类型不等于msgtype的第一条消息
例子：
#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
#include<unistd.h>
#include"comm.h"
struct msgbuf{
long mtype;
char mtext[1];
};
#define MSGMAX 8192
int main(int argc, char *argv[])
{
int flag = 0;
int type = 0;
int opt;
while(1)
{
/* 接受命令行参数。形式如下： ./a.out -n -t 3
-n 表示不等待
-t 3 ：表示接收类型为3的消息。
*/
opt = getopt(argc, argv, "nt:"); // 这个n表示接受n参数（但是-n后面不能接参数），t后面的冒号表示t后面可以接参数。具体用法网上再查一下。
if(opt == '?')
exit(EXIT_FAILURE);
if(opt == -1)
break;
switch(opt)
{
case 'n':
flag |= IPC_NOWAIT;
break;
case 't':
type = atoi(optarg);
break;
default:
break;
}
}
int msgid = msgget(1234,0);
if(msgid < 0)
ERR_EXIT("msgget");
printf("msgget success\n");
printf("msgid = %d\n", msgid);
struct msgbuf *buf = (struct msgbuf*)malloc(sizeof(long) + MSGMAX);
buf->mtype = type;
int ret = msgrcv(msgid, buf, MSGMAX, type, flag);
if(ret < 0)
ERR_EXIT("msgsnd");
printf("recv msg, type:%ld len:%d\n", buf->mtype, ret); // 打印接受到的类型和长度
return 0;
}
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运行，联合send一起运行：
先是发送：
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_send Usage:<./msg_send> <type> <len> xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_send 5 50 msgget success msgid = 229376 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_send 4 40 msgget success msgid = 229376 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_send 3 30 msgget success msgid = 229376 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_send 2 30 msgget success msgid = 229376 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_send 2 40 msgget success msgid = 229376 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_send 1 10 msgget success msgid = 229376
发送了6个消息。类型分别是5 -> 4 -> 3 -> 2 -> 2 -> 1
再来看接收：
xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_recv -n -3 // 这里参数错误了 ./msg_recv: invalid option -- '3' xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_recv -t -3 // -3.表示接收队列中绝对值小于3的类型，并且是最小的 msgget success msgid = 229376 recv msg, type:1 len:10 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_recv -t -3 msgget success msgid = 229376 recv msg, type:2 len:30 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_recv -t -3 msgget success msgid = 229376 recv msg, type:2 len:40 xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$ ./msg_recv -n -t 6 // 这里表示不等待，所以会出错。 msgget success msgid = 229376 msgsnd: No message of desired type xcy@xcy-virtual-machine:~/test/IPC_MSG$
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