嵌入式 Linux进程间通信（七）——消息队列

嵌入式 Linux进程间通信（七）——消息队列

一、消息队列

消息队列用于同一台机器上的进程间通信，是一个在系统内核中用来保存消息的队列，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。消息队列是一种从一个进程向另一个进程发送数据块的方法。 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。消息队列可以避免命名管道的同步和阻塞问题，但是每个数据块都有一个最大长度的限制。

1、msgget函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

int msgget(key_t key, int msgflg);
根据key创建和访问一个消息队列，msgflg是一个权限标志，返回一个以key命名的消息队列的标识符（非零整数），失败时返回-1。

2、msgsnd

int msgsnd(int msgid, const void *msgptr, size_t msgsz, int msgflg);
把消息添加到消息队列中
msgid是由msgget函数返回的消息队列标识符
msgptr是一个指向消息缓冲区的指针，消息的数据结构定义如下：
struct msgbuf {
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[1]; /* message data */
};
msgsz是msg_ptr指向的消息的长度，而不是整个结构体的长度，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

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgptr, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
从一个消息队列获取消息
msgid是由msgget函数返回的消息队列标识符
msgptr是一个指向消息缓冲区的指针
msgsz是msg_ptr指向的消息的长度，而不是整个结构体的长度，msg_sz是不包括长整型消息类型成员变量的长度。
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msgptr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

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
用来控制消息队列
command是函数的控制命令类型，有三种：
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。
msgid_ds结构至少包括以下成员：
struct msgid_ds
{
uid_t shm_perm.uid;
uid_t shm_perm.gid;
mode_t shm_perm.mode;
};
成功时返回0，失败时返回-1。

二、消息队列编程实例

实现两个进程间使用消息队列收发消息发送消息程序msgsnd.c：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define TEXT_SIZE 1024

typedef struct msgbuf
{
long mtype ;
int  status ;
char mtext[TEXT_SIZE] ;
}message;

int main(int argc, char **argv)
{
int msqid;
struct msqid_ds info;
message buf;
int flag;
int sndlen;
key_t key = ftok("msgsnd.c", 'k');
msqid = msgget(key, 0666|IPC_CREAT);
buf.mtype = 1 ;
buf.status = 9 ;
strcpy(buf.mtext, "happy new year!") ;
sndlen = sizeof(message) - sizeof(long) ;
flag = msgsnd( msqid, &buf, sndlen, 0) ;

buf.mtype = 3 ;
buf.status = 9 ;
strcpy(buf.mtext, "good bye!") ;
sndlen = sizeof(message) - sizeof(long) ;
flag = msgsnd( msqid, &buf, sndlen, 0) ;
return 0;
}

接收消息程序msgrcv.c：

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define TEXT_SIZE 1024

typedef struct msgbuf
{
long mtype ;
int  status ;
char mtext[TEXT_SIZE] ;
}message;

int main(int argc, char **argv)
{
int msqid;
struct msqid_ds info;
message buf;
int flag;
int mtype = 1;
int rcvlen;
key_t key = ftok("msgsnd.c", 'k');
msqid = msgget(key, 0);
rcvlen = sizeof(message) - sizeof(long) ;
bzero(&buf, sizeof(buf));
flag = msgrcv( msqid, &buf, rcvlen, mtype, 0) ;
printf("%s\n", buf.mtext);
msgctl(msqid, IPC_RMID, NULL);

return 0;
}

以上代码知识作为学习测试使用，没有添加出错处理，实际工作中需要添加各种可能的出错和异常处理。