Posix消息队列实现机制

本文是对《Unix 网络编程 卷2：进程通信》的笔记。

引言

消息队列是进程间通信的一种方式，可是如果不理解他的实现原理，会有众多不理解之处，下面就结合本书中的例子，对posix消息队列来一个说明。

1、消息队列是进程间通信，那谁来保证他们的进程互斥共享呢，即读写不交叉？

2、消息队列异步通信机制（解释：异步通信是一个进程A需要读消息队列，但是队列是空的，又不想阻塞，那么当进程B给消息队列送入消息之后谁来通知A消息队列已经有消息了呢）是如何实现的呢？

3、消息队列结构（本文用存储映射I/O实现消息队列）？

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Posix消息队列内核结构

这个地方由于使用画图软件不太友好，剩下的几个消息结构不能展现出来了。基本上属性的作用在途中已经标明，对于之前提出的几个问题，相信你能够通过这个图来自己给出答案。

几个重要的函数实现

mq_open()  打开一个文件，并进行存储映射，将这个内存实现为消息队列的结构。当然里面还是有很多细节的。有兴趣的可以看看这本书上给出的源码。

mq_close() 关闭消息队列，释放存储映射内存和消息队列描述符所占用的内存。

mq_getattr() mq_setattr() 这内部实现还是要用到互斥锁，因为获取属性的时候，不希望有线程去修改他的属性；同理，设置属性的时候，不希望有线程区读取他的属性。

mq_send() mq_receive() 这个内部实现不仅要用到互斥锁还要用到条件变量。互斥锁是用来保证只有一个线程操作消息队列，条件变量和互斥锁结合起来是用来当消息队列空的时候，有进程读，就会陷入阻塞，当消息队列为慢的时候，有进程想要写，就会陷入阻塞，这个时候条件变量就可以用来互相唤醒了。

mq_notify()  这个函数是用来实现消息队列由空变为非空的时候，给一个注册进程发送通知（内部通过kill函数给这个注册进程发送信号进行异步通知）。进程调用这个函数就会被注册到消息队列中。任意时刻，只有一个进程能注册到为接收某个队列的通知。