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Linux中的消息队列

时间:2016-07-22 06:41:10      阅读:403      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:linux   管道   命名   资源   

    消息队列是基于消息的,而管道是基于字节流的,且消息队列的读取不一定是先进先出。消息队列与命名管道有一样的不足,就是每个消息的最大长度是有上限的( MSGMAX),每个消息队列的总的字节数是有上限的( MSGMNB),系统上消息队列的总数也有一个上限( MSGMNI)。

消息队列是用链表实现的。

1.创建新消息队列或取得已存在消息队列

原型:

int msgget(key_t key, int msgflg);

参数:
key:可以认为是一个端口号,也可以由函数ftok生成。
msgflg
IPC_CREAT 如果IPC不存在,则创建一个IPC资源,否则打开操作。
IPC_EXCL:只有在共享内存不存在的时候,新的共享内存才建,否则就产生错误。如果使IPC_CREATXXXget()函数要么返回一个已经存在的共享内存的操作符,要么返回一个新建的共享内存的标识符。如果将IPC_CREATIPC_EXCL标志一起使, XXXget()将返回一个新建的IPC标识符;如果该IPC资源已存在,或者返回-1
IPC_EXEL标志本身并没有太大的意义,但是和IPC_CREAT标志一起使用可以用来保证所得的对象是新建的,而不是打开已有的对象。

2.向队列读/写消息原型:
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, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

参数:
msqid:消息队列的标识码
msgp: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消息,是一个用户可定义的通用结构,形态如下:

struct msgstru{
long mtype; //于0
char mtext[用户指定大小];
};


msgsz:消息的。
msgtyp:从消息队列内读取的消息形态。如果值为零,则表示消息队列中的所有消息都会被读取。
msgflg:用来指明核心程序在队列没有数据的情况下所应采取的行动。如果msgflg和常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msgflg0时, msgsnd()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

原型:

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

参数: 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 : 该命令用来获取消息队列对应的 msqid_ds 数据结构,并将其保存到 buf 指定的地址空间。
IPC_SET : 该命令用来设置消息队列的属性,要设置的属性存储在buf中。
IPC_RMID : 从内核中删除 msqid 标识的消息队列。

 key_t
System V IPC使key_t值作为它们的名字,在Redhat linux(后续验证默认都在该平台下)
key_t被定义为int类型,追溯如下:

/usr/include/sys/ipc.h
#ifndef __key_t_defined
typedef __key_t key_t;
#define __key_t_defined
#endif
/usr/include/bits/types.h
typedef __DADDR_T_TYPE __daddr_t; /* The type of a disk address. */ 
typedef __SWBLK_T_TYPE __swblk_t; /* Type of a swap block maybe? */ 
typedef __KEY_T_TYPE __key_t; /* Type of an IPC key */
/usr/include/bits/typesizes.h
#define __KEY_T_TYPE __S32_TYPE
/usr/include/bits/types.h
#define __S32_TYPE int

ftok函数

函数ftok把一个已存在的路径名和一个整数标识得转换成一个key_t值,称为IPC键:

# include <sys/types.h> 
# include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

代码:

#include "unpipc.h"
int main(int argc, char **argv)
{
	struct stat stat;
	if (argc != 2)
		err_quit("usage: ftok ");
	Stat(argv[1], &stat);
	printf("st_dev: %lx, st_ino: %lx, key: %x/n",
		(u_long)stat.st_dev, (u_long)stat.st_ino,
		Ftok(argv[1], 0x57));
	exit(0);
}

运行结果:

[cbs@linux svipc]$ ./ftok /tmp/mysql.sock
st_dev: 802, st_ino: 34219, key: 57024219

ftok的典型实现调用stat函数,然后组合以下三个值:
1pathname所在的文件系统的信息(stat结构的st_dev成员)
2.该文件在本文件系统内的索引节点号(stat结构的st_ino成员)
3. proj_id的低序8(不能为0)

从程序运行的结果可以看出, ftok调用返回的整数IPC键由proj_id的低序8位, st_dev成员的低序8位, st_info的低序16位组合而成。

消息队列的实现代码:

common.h

#ifndef __COMM__
#define __COMM__
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/types.h>
#include <string.h>
#include <time.h>
#define __MSG_SIZE__ 1024
#define FILEPATH "/tmp/.msg"
#define ID 0
extern const int g_ser_send_type;//server
extern const int g_cli_send_type;//client
typedef struct _msginfo{
	long mtype;
	char mtext[__MSG_SIZE__];
}msginfo;
void print_log(char *);
#endif

common.c

#include "common.h"
const int g_ser_send_type = 1;//server
const int g_cli_send_type = 2;//client
void print_log(char *msg)
{
	printf("%s[%d] : %s\n", __FUNCTION__, __LINE__, msg);
}

msg_server.h

#ifndef _MSG_SERVER_
#define _MSG_SERVER_
#include"common.h"
int msg_server_start();
int msg_server_end(int);
#endif

msg_server.c

#include "msg_server.h"
int _msg_id = -1;
int msg_server_start()
{
	key_t _key = ftok(FILEPATH, ID);//创建键值
	if (_key < 0){
		print_log("get key id error");
		return 1;
	}
	msginfo _ser_info;
	_msg_id = msgget(_key, IPC_CREAT); //获取信号队列ID
	if (_msg_id < 0){
		print_log("msg_server get key id failed\n");
		return 1;
	}
	while (1){
		// sleep(10);
		if (msgrcv(_msg_id, &_ser_info, sizeof(_ser_info), g_cli_send_type, 0) == -1){
			print_log("msg rcv error");
			return 1;
		}
		printf("client :> %s\n", _ser_info.mtext);
		printf("server :>");
		memset(_ser_info.mtext, ‘\0‘, sizeof(_ser_info.mtext));
		fgets(_ser_info.mtext, __MSG_SIZE__, stdin);
		if (strncasecmp(_ser_info.mtext, "quit", 4) == 0){
			printf("server bye!\n");
			break;
		}
		_ser_info.mtype = g_ser_send_type;
		if (msgsnd(_msg_id, &_ser_info, __MSG_SIZE__, 0) == -1){
			printf("server send msg error\n");
			exit(0);
		}
	}
	return 0;
}
int msg_server_end(int id)
{
	if (msgctl(id, IPC_RMID, NULL) == -1){
		printf("delete msg kernel info error\n");
		return 1;
	}
	return 0;
}
static void delete_msg(void)
{
	if (_msg_id != -1){
		msg_server_end(_msg_id);
	}
	printf("delete msg queue end\n");
}
int main(int argc, char *argv[])
{
	atexit(delete_msg);
	if (msg_server_start() == 0){
		print_log("msg_server start success\n");
	}
	else{
		print_log("msg_server start failed\n");
	}
	return 0;
}

msg_client.h

#ifndef _MSG_CLIENT_
#define _MSG_CLIENT_
#include"comm.h"
int msg_client_start();
int msg_client_end(int);
#endif

msg_client.c

#include "msg_client.h"
int _msg_id = -1;
int msg_client_start()
{
	key_t _key = ftok(FILEPATH, ID);//创建键值
	if (_key < 0){
		print_log("client get key id error");
		return 1;
	}
	msginfo _cli_info;
	_msg_id = msgget(_key, 0); //获取信号队列ID
	if (_msg_id < 0){
		print_log("msg_server get key id failed\n");
		return 1;
	}
	while (1){
		printf("client :>");
		fgets(_cli_info.mtext, sizeof(_cli_info.mtext), stdin);
		if (strncasecmp(_cli_info.mtext, "quit", 4) == 0){
			printf("client bye!\n");
			break;
		}
		_cli_info.mtype = g_cli_send_type;
		if (msgsnd(_msg_id, &_cli_info, sizeof(_cli_info), 0) == -1){
			printf("client send msg error\n");
			exit(0);
		}
		memset(_cli_info.mtext, ‘\0‘, sizeof(_cli_info.mtext));
		if (msgrcv(_msg_id, &_cli_info, __MSG_SIZE__, g_ser_send_type, 0) == -1){
			print_log("client recive msg error");
			return 1;
		}
		printf("server :>%s\n", _cli_info.mtext);
	}
	return 0;
}
int msg_client_end(int id)
{
	if (msgctl(id, IPC_RMID, NULL) == -1){
		return 1;
	}
	return 0;
}
static void delete_msg(void)
{
	if (_msg_id != -1){
		msg_client_end(_msg_id);
	}
	printf("delete msg queue end\n");
}
int main(int argc, char *argv[])
{
	atexit(delete_msg);
	if (msg_client_start() == 0){
		print_log("msg_server start success\n");
	}
	else{
		print_log("msg_server start failed\n");
	}
	return 0;
}


本文出自 “清幽宁” 博客,转载请与作者联系!

Linux中的消息队列

标签:linux   管道   命名   资源   

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