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_CREAT, XXXget()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_CREAT和IPC_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
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键
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)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:
1. pathname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位(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; }
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