IPC主题一之消息队列

一、消息队列的定义

消息队列是消息传输过程中保存消息的容器，就是一个消息的链表。可以把消息看作一个记录，具有特定的格式以及特定的优先级。对消息队列有写权限的进程可以向消息队列中按照一定的规则添加新消息；对消息队列有读权限的进程则可以从消息队列中读走消息。

二消息队列的特点

1、消息队列应用于进程间的通信

2、消息队列是面向数据块的，进程间传输的是有类型（用于区分数据类型）的数据块。

3、每个消息队列的总字节数是有上限的，系统中总的消息队列也是有上限的

4、消息队列是随内核持续的，只有在内核重起或者显示删除一个消息队列时，该消息队列才会真正被删除。

5、系统中记录消息队列的数据结构（struct ipc_ids msg_ids）位于内核中，系统中的所有消息队列都可以在结构msg_ids中找到访问入口。

6、 消息队列就是一个消息的链表。每个消息队列都有一个队列头，用结构struct msg_queue来描述。队列头中包含了消息队列键值、用户ID、组ID、消息队列中消息数目等等，甚至记录了最近对消息队列读写进程的ID

这里我们可以画一个图来表示消息队列：

三、消息队列的实现

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值，若没有该队列，则创建一个并返回新标识符；若已存在，则返回原标识符。IPC_EXCL值，不能单独使用。只能和IPC_CREAT共用，如果没有该队列则创建一个并返回新标识符，如果有创建异常。

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; //大于0

char mtext[1024];

};

msgsz：消息的大小。

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。

代码连接：https://github.com/lvjiabao/linux/tree/master/linux

实现效果：

client：



server：



查看消息队列：