第二十五章 system v消息队列（一）

IPC对象的持续性

• 随进程持续 ：一直存在直到打开的最后一个进程结束。（如pipe和FIFO）
• 随内核持续 ：一直存在直到内核自举（内核自举就是把主引导记录加载到内存，并跳转执行这段内存）或显示删除（如System V消息队列、共享内存、信号量）
• 随文件系统持续 ：一直存在直到显示删除，即使内核自举还存在。（POSIX消息队列、共享内存、信号量如果是使用映射文件来实现）

消息队列

• 消息队列提供了一种从一个进程向另外一个进程发送一块数据的方法
• 每个数据块都被认为是有一个类型，接受者进程接受的数据块可以有不同的类型值
  • 管道所传输的数据是基于字节流的，数据与数据之间是没有边界的，所以通常称管道为流管道；接受数据的时候，遵守先进先出的原则。
  • 消息队列传输的数据块是有类型的，通常把成为消息，消息与消息之间是有边界的；接受数据的时候，不一定要按照顺序的方式来接受（不一定要先进先出）
• 消息队列也有管道一样的不足，就是每个消息的最大长度是有限的（MSGMAX）,每个消息队列的总的字节数是有限的（MSGMNB）,系统上消息队列的总数也是有一个上限（MSGMNI）

IPC对象数据结构

  内核为每个IPC对象维护一个数据结构

struct ipc_perm {
    uid_t          cuid;   /* creator user ID */
    gid_t          cgid;   /* creator group ID */
    uid_t          uid;    /* owner user ID */
    gid_t          gid;    /* owner group ID */
    unsigned short mode;   /* r/w permissions */
};

消息队列结构

struct msqid_ds {
    struct ipc_perm msg_perm;
    msgqnum_t       msg_qnum;    /* no of messages on queue */
    msglen_t        msg_qbytes;  /* bytes max on a queue */
    pid_t           msg_lspid;   /* PID of last msgsnd(2) call */
    pid_t           msg_lrpid;   /* PID of last msgrcv(2) call */
    time_t          msg_stime;   /* last msgsnd(2) time */
    time_t          msg_rtime;   /* last msgrcv(2) time */
    time_t          msg_ctime;   /* last change time */
};

消息队列在内核中的表示

消息队列函数

msgget

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

int msgget(key_t key, int msgflg);
作用：
    创建或打开一个消息队列
参数：
    key ： 某个消息队列的名字
    msgflg ： 由9个权限标志构成，它们的用法和创建文件时使用的模式标志是一样的
返回值：
    成功 ： 返回一个非负整数，即消息队列的标识码
    失败 ： -1

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

#define ERR_EXIT(m)         \
    do                      \
    {                       \
        perror(m);          \
        exit(EXIT_FAILURE); \
    } while (0)

int main(int argc, char const *argv[])
{

    int msgid;
    // 如果存在就打开，不存在就创建
    // msgid = msgget(1234,0666 | IPC_CREAT);

    // 如果不存在就创建，存在打开就报错
    // msgid = msgget(1234,0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL);

    //IPC_PRIVATE实际上等于0，当key为IPC_PRIVATE时，会创建一个新的消息队列，不能被其他进程共享；父子进程、兄弟进程可以共享，因为可以获取到msqid
    // msgid = msgget(IPC_PRIVATE,0666 | IPC_CREAT | IPC_EXCL);

    //指定了IPC_PRIVATE后，可以不加IPC_CREAT | IPC_EXCL
    // msgid = msgget(IPC_PRIVATE,0666);

    //如果消息队列已存在，可以直接打开
    msgid = msgget(1234,0);
    if(msgid == -1)
        ERR_EXIT("msgget");

    printf("msget success, msgid=%d\n!",msgid); 

    return 0;
}

msgctl

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
作用：
    控制消息队列
参数：
    msqid ： 由msgget函数返回的消息队列标识码
    cmd ： 将要采取的动作
        IPC_STAT : 把msgid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值
        IPC_SET : 在进程有足够权限的前提下，把消息队列的当前关联值设置为msgid_ds数据结构中给出的值
        IPC_RMID : 删除消息队列
    buf ： 

返回值：
    成功 ： 0
    失败 ： -1

IPC_RMID

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

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int msqid;
    msqid = msgget(1234, 0);
    if(msqid == -1)
    {
        perror("msgget error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("msqid : %d\n",msqid);

    msgctl(msqid,IPC_RMID,NULL);

    return 0;
}

IPC_STAT

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

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int msqid;
    msqid = msgget(1234, 0);
    if(msqid == -1)
    {
        perror("msgget error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("msqid : %d\n",msqid);

    struct msqid_ds buf;
    msgctl(msqid,IPC_STAT,&buf);

    printf("mode : %o\n",buf.msg_perm.mode);
    printf("bytes : %ld\n",buf.__msg_cbytes);
    printf("number : %lu\n",buf.msg_qnum);
    printf("msgmnb : %lu\n",buf.msg_qbytes);
    return 0;
}

IPC_SET

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

int main(int argc, char const *argv[])
{
    int msqid;
    msqid = msgget(1234, 0);
    if(msqid == -1)
    {
        perror("msgget error");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("msqid : %d\n",msqid);

    struct msqid_ds buf;
    msgctl(msqid,IPC_STAT,&buf);
    sscanf("600", "%o", (unsigned int*)&buf.msg_perm.mode);
    msgctl(msqid, IPC_SET, &buf);

    printf("mode : %o\n",buf.msg_perm.mode);
    return 0;
}

其它

ipcs - 查看当前已打开的消息队列

ipcrm -S|-s key|semid - 删除打开的消息队列

ipcrm -q msqid - 删除打开的消息队列

ipcrm -Q 键 - 删除打开的消息队列（只能用于键不为0的）