Linux IPC System V 消息队列

模型

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
ftok()               //获取key值
msgget()             //创建/获取消息队列
msgsnd()/msgrcv()    //发消息到消息队列/从消息队列收信息
msgctl()             //删除消息队列

ftok()

//获取key值, key值是System V IPC的标识符，成功返回key，失败返回-1设errno
//同pathname+同 proj_id==>同key_t;
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

pathname :文件名

proj_id: 1~255的一个数，表示project_id

key_t key=ftok(".",100);	//“.”就是一个存在且可访问的路径, 100是假设的proj_id
	if(-1==key)
		perror("ftok"),exit(-1);

msgget()

//创建/获取消息队列，成功返回shmid，失败返回-1
int msgget(key_t key, int msgflg);	//ATTENTION:用int msqid=msgget()比较好看

msgflg:具体的操作标志

• IPC_CREAT 若不存在则创建, 需要在msgflg中＂|权限信息＂; 若存在则打开
• IPC_EXCL若存在则创建失败
• 0 获取已经存在的消息队列

消息队列的容量由msg_qbytes控制，在消息队列被创建的过程中，这个大小被初始化为MSGMNB，这个限制可以通过msgctl()修改

int msqid=msgget(key,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664);
if(-1==msqid)
	perror("msgget"),exit(-1);

msgsnd()

//向指定的消息队列发送指定的消息，如果消息队列已经满了，默认的行为是堵塞，直到队列有空间容纳新的消息，成功返回0,失败返回-1设errno
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

msqid msgget()返回的消息队列的ID

msgp消息的的首地址, 消息的参考数据类型如下

struct msgbuf {
    long mtype;       /* message type, must be > 0 */	//消息的类型
    char mtext[1];    /* message data */				//消息的内容
};
ATTENTION:The  mtext field is an array (or other structure) whose size is specified by msgsz, a nonnegative integer value.

msgsz消息的大小, 该参数用于指定消息内容的大小, 不包括消息的类型。只能sizeof(Msgbuf.mtext),不能sizeof(Msgbuf)

msgflg发送的标志, 默认给0即可

Msg msg1={1,"hello"};//消息的类型是1,内容是hello
int res=msgsnd(msqid,&msg2,sizeof(msg2.buf),0);
if(-1==res)
	perror("msgsnd"),exit(-1);

msgrcv()

//向指定的消息队列取出指定的消息，成功返回实际接受到的byte数，失败返回-1设errno
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

msqid: 消息队列的ID(returned by msgget)

msgp: 存放接收到消息的缓冲区首地址

msgsz: 消息的最大大小, 不包括消息的类型==>只能sizeof(Msgbuf.mtext),不能sizeof(Msgbuf)

• 如果消息的长度>msgsz且msgflg里有MSG_NOERROR，则消息会被截断，被截断的部分会丢失
• 如果消息的长度>msgsz且msgflg里没有MSG_NOERROR，那么会出错，报E2BIG。

msgtyp: 消息的类型

• 0:读取消息队列中的第一个消息
• >0:读取消息队列中第一个type为msgtype的消息, 除非msg_flg里有MSG_EXCEPT，此时队列中的第一个不是msgtyp的消息会被读取
• <0读取消息队列中type<=|msgtype|的消息, 这里再优先读取最小的

msgflg: 发送的标志, 默认给0即可

Msg msg1;
int res=msgrcv(msqid,&msg1,sizeof(msg1.buf),1,0);
if(-1==res)
	perror("msgrcv"),exit(-1);

msgctl()

// 消息操作，成功返回0,失败返回-1设errno
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

msqid :消息队列的ID,由msgget()

buf 结构体指针

struct msqid_ds {
	struct ipc_perm msg_perm;     	/* Ownership and permissions */
	time_t   		msg_stime;		/*Time of last msgsnd(2) */
	time_t			msg_rtime;    	/* Time of last msgrcv(2) */
    time_t  		msg_ctime;    	/* Time of last change */
 	unsigned long   __msg_cbytes;	/* Current number of bytes in queue (nonstandard) */
   	msgqnum_t 		msg_qnum;     	/* Current number of messages in queue */
	msglen_t		msg_qbytes;   	/* Maximum number of bytes allowed in queue */
	pid_t  			msg_lspid;    	/* PID of last msgsnd(2) */
	pid_t   		msg_lrpid;    	/* PID of last msgrcv(2) */
};
struct ipc_perm {
    key_t   		__key;   	/* Key supplied to msgget(2) */
    uid_t   		uid;        /* Effective UID of owner */
    gid_t     		gid;        /* Effective GID of owner */
    uid_t   		cuid;      	/* Effective UID of creator */
  	gid_t 			cgid;   	/* Effective GID of creator */
    unsigned short	mode;  		/* Permissions */
    unsigned short 	__seq;  	/* Sequence number */
};

cmd

• IPC_STAT从内核相关结构体中拷贝消息队列相关的信息到buf指向的结构体中
• IPC_SET把buf指向的结构体的内容写入到内核相关的结构体中，同时更显msg_ctimer成员，同时以下成员也会被更新：msg_qbytes, msg_perm.uid, msg_perm.gid, msg_perm.mode。调用队列的进程的effective UID必须匹配队列所有者或创建者的msg_perm.uid或msg_perm.cuid或者该进程拥有特权级别，
• IPC_RMID立即销毁消息队列，唤醒所有正在等待读取或写入该消息队列进程，调用的进程的UID必须匹配队列所有者或创建者或者该进程拥有足够的特权级别
• IPC_INFO (Linux-specific)返回整个系统对与消息队列的限制信息到buf指向的结构体中

//_GNU_SOURCE
//<sys/msg.h>
struct msginfo {
		int	msgpool;/*Size in kibibytes of buffer pool used to hold message data; unused within kernel*/
    	int msgmap;	/*Maximum number of entries in message map; unused within kernel*/
 		int msgmax;	/*Maximum number of bytes that can be written in a single message*/
   	 	int msgmnb;	/*Maximum number of bytes that can be written to queue; used to initialize msg_qbytes  during queue creation*/
    	int msgmni; /*Maximum number of message queues*/
    	int msgssz; /*Message segment size; unused within kernel*/
    	int	msgtql; /*Maximum number of messages on all queues in system; unused within kernel*/
		unsigned short int 	msgseg;	/*Maximum number of segments; unused within kernel*/
};

int res=msgctl(msqid,IPC_RMID,NULL);
if(-1==res)
	perror("msgctl"),exit(-1);

例子

//Sys V IPC msg
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<signal.h>
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h>
typedef struct{
	long mtype;		//消息的类型
	char buf[20];		//消息的内容
}Msg;
int msqid;			//使用全局变量,这样就可以在fa中使用msqid了
void fa(int signo){
	printf("deleting..\n");
	sleep(3);
	int res=msgctl(msqid,IPC_RMID,NULL);
	if(-1==res)
		perror("msgctl"),exit(-1);
	exit(0);
}
int main(){
	//ftok()
	key_t key=ftok(".",150);
	if(-1==key)
		perror("ftok"),exit(-1);
	printf("key%#x\n",key);
	//msgget()
	msqid=msgget(key,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664);
	if(-1==msqid)
		perror("msgget"),exit(-1);
	printf("msqid%d\n",msqid);
	//msgsnd()
	Msg msg1={1,"hello"};//消息的类型是1,内容是hello
	Msg msg2={2,"world"};
	int res=msgsnd(msqid,&msg2,sizeof(msg2.buf),0);
	if(-1==res)
		perror("msgsnd"),exit(-1);
	res=msgsnd(msqid,&msg1,sizeof(msg1.buf),0);
	if(-1==res)
		perror("msgsnd"),exit(-1);
	//msgctl()
	//Ctrl+C delete msq
	printf("Press CTRL+C to delete msq\n");
	if(SIG_ERR==signal(SIGINT,fa))
		perror("signal"),exit(-1);
	while(1);
	return 0;
}