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Linux进程通信(二)IPC消息队列

时间:2016-07-24 14:59:57      阅读:324      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

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一、什么是消息队列
消息队列提供了一种从一个进程向另一个进程发送一个数据块的方法。每个数据块都被认为含有一个类型,接收进程可以独立地接收含有不同类型的数据结构。我们可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题。但是消息队列与命名管道一样,每个数据块都有一个最大长度的限制。
Linux用宏MSGMAX和MSGMNB来限制一条消息的最大长度和一个队列的最大长度MSGMNI来限制消息队列的总数。
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二、IPC对象数据结构
内核为每个IPC对象维护一个数据结构(/usr/include/linux/ipc.h)
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三、消息队列结构
内核为每个消息队列维护一个数据结构(/usr/include/linux/msg.h)
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四、在Linux中使用消息队列
Linux提供了一系列消息队列的函数接口来让我们方便地使用它来实现进程间的通信。它的用法与其他两个System V PIC机制,即信号量和共享内存相似。

1、msgget函数
该函数用来创建和访问一个消息队列。它的原型为:
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参数:     

key:可以认为是一个端口号,也可以由函数ftok生成。     

msg?g:            

     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,新的共享内存才建立,否则就产生错误。          

     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标志一起使用,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、msgsnd函数
该函数用来把消息添加到消息队列中。它的原型为:
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msgid是由msgget函数返回的消息队列标识符。
msg_ptr是一个指向准备发送消息的指针,但是消息的数据结构却有一定的要求,指针msg_ptr所指向的消息结构一定要是以一个长整型成员变量开始的结构体,接收函数将用这个成员来确定消息的类型。所以消息结构要定义成这样:
  1. struct my_message{  
  2.     long int message_type;  
  3.     /* The data you wish to transfer*/  
  4. };  
msg_sz是msg_ptr指向的消息的长度,注意是消息的长度,而不是整个结构体的长度,也就是说msg_sz是不包括长整型消息类型成员变量的长度。
msgflg用于控制当前消息队列满或队列消息到达系统范围的限制时将要发生的事情。
如果调用成功,消息数据的一分副本将被放到消息队列中,并返回0,失败时返回-1.

3、msgrcv函数
该函数用来从一个消息队列获取消息,它的原型为
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msgid, msg_ptr, msg_st的作用也函数msgsnd函数的一样。
msgtype可以实现一种简单的接收优先级。如果msgtype为0,就获取队列中的第一个消息。如果它的值大于零,将获取具有相同消息类型的第一个信息。如果它小于零,就获取类型等于或小于msgtype的绝对值的第一个消息。

msgflg用于控制当队列中没有相应类型的消息可以接收时将发生的事情。
调用成功时,该函数返回放到接收缓存区中的字节数,消息被复制到由msg_ptr指向的用户分配的缓存区中,然后删除消息队列中的对应消息。失败时返回-1.

4、msgctl函数
该函数用来控制消息队列,它与共享内存的shmctl函数相似,它的原型为:
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command是将要采取的动作,它可以取3个值,
    IPC_STAT:把msgid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值,即用消息队列的当前关联值覆盖msgid_ds的值。
    IPC_SET:如果进程有足够的权限,就把消息列队的当前关联值设置为msgid_ds结构中给出的值
    IPC_RMID:删除消息队列

buf是指向msgid_ds结构的指针,它指向消息队列模式和访问权限的结构。msgid_ds结构至少包括以下成员:
  1. struct msgid_ds  
  2. {  
  3.     uid_t shm_perm.uid;  
  4.     uid_t shm_perm.gid;  
  5.     mode_t shm_perm.mode;  
  6. };  
成功时返回0,失败时返回-1.

五、使用消息队列进行进程间通信(实范例主要实现的是模拟客户端与服务器的相互通信)
1、首先要完成消息队列的相关函数(comm.h comm.c) 
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comm.c
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2、编写服务器代码(server.c)
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3、编写客户端代码(client.c)
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通信效果图
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六、消息队列与命名管道的比较
特征:
1、面向数据块
2、生命周期不跟随进程,创建了IPC需要用户代码显示的删除,系统不会自动删除,随内核(跟随操作系统直到系统重启)
3、由系统IPC创建的,双向数据通信

与命名管道相比,消息队列的优势在于,
1、消息队列也可以独立于发送和接收进程而存在,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、同时通过发送消息还可以避免命名管道的同步和阻塞问题,不需要由进程自己来提供同步方法。
3、接收程序可以通过消息类型有选择地接收数据,而不是像命名管道中那样,只能默认地接收。

Linux进程通信(二)IPC消息队列

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原文地址:http://blog.csdn.net/leetcode8023/article/details/52013099

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