Linux进程通信-队列

简介

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是有一个类型，接收者进程接收的数据块可以有不同的类型值。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。消息队列与管道不同的是，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入先出。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）。

相关函数

创建消息队列 int msgget(key_t key, int msgflg); 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，若没有该队列，则返回-1；若已存在，则返回0。 2.向队列读/写消息 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); 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; //数据大小 char mtext[512]; };

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。

实现队列

由于我们要实现进程间的通信 所以我们创建两个进程一个发送一个接收。 send.c

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h> #include <errno.h> #define MSGKEY 1024 struct msgstru { long msgtype; char msgtext[2048]; }; //消息队列结构体 main() { struct msgstru msgs; int msg_type; char str[256]; int ret_value; int msqid; msqid=msgget(MSGKEY,IPC_EXCL); /*检查消息队列是否存在*/ if(msqid < 0){ msqid = msgget(MSGKEY,IPC_CREAT|0666);/*创建消息队列*/ if(msqid <0){ printf("failed to create msq | errno=%d [%s]\n",errno,strerror(errno)); exit(-1); } } while (1){ printf("input message type(end:0):"); scanf("%d",&msg_type); if (msg_type == 0) break; printf("input message to be sent:"); scanf ("%s",str); msgs.msgtype = msg_type; strcpy(msgs.msgtext, str); /* 发送消息队列 */ ret_value = msgsnd(msqid,&msgs,sizeof(struct msgstru),IPC_NOWAIT); if ( ret_value < 0 ) { printf("msgsnd() write msg failed,errno=%d[%s]\n",errno,strerror(errno)); exit(-1); } } }

receive.c

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h> #include <errno.h> #define MSGKEY 1024 struct msgstru { long msgtype; char msgtext[2048]; }; void child(){ struct msgstru msgs; int msgid,ret_value; char str[512]; while(1){ msgid = msgget(MSGKEY,IPC_EXCL );/*检查消息队列是否存在 */ if(msgid < 0){ printf("msq not existed! errno=%d [%s]\n",errno,strerror(errno)); sleep(2); continue; } /*接收消息队列*/ ret_value = msgrcv(msgid,&msgs,sizeof(struct msgstru),0,0); printf("text=[%s] pid=[%d]\n",msgs.msgtext,getpid()); } return; } void main() { int i,cpid; for (i=0;i<5;i++){ cpid = fork(); if (cpid < 0) printf("fork failed\n"); else if (cpid ==0) /*child process*/ child(); } }

运行两个进程我们可以看到结果，为了更加直观地感受到我们创建的进程，我们可以使用ipcs -q 的命令来查看我们当前系统中的消息队列。 在未将进程运行时，我们查看当前的消息队列时 首先，我们先打开一个终端，运行一个进程，此时我们再查看一下当前的消息队列 我们可以很明显地看到一个消息队列已经被创建，此时我们打开打开另一个终端运行另外一个进程。 此时，我们能看到两个进程进行了通信。 另外，我们发现，当我们退出通信时，我们再次查看消息队列，此时，我们发现，消息队列依然存在。这说明我们如果不主动设置关闭，那么消息队列的生命周期是随内核，也就是关机。

总结

消息队列时进程间另一种通信方式，它不同于匿名管道只能在亲缘间通信，而是可以在两个毫不相关的进程间进行通信，效果相当于命名管道，但又略有不同。