System V IPC(1)-消息队列

一.概述                                                   

System V三种IPC：消息队列，信号量，共享内存。这三种IPC最先出现在AT&T System v UNIX上面，并遵循XSI标准，有时候也被称为XSI IPC。

本文先探讨消息队列：

1.消息队列允许进程以消息的形式交换数据。读写都是针对整条消息，不能读写消息的一部分，不像管道那样可以以流的形式读写任意字节。

2.消息队列除了包含数据外，还有一个整数来表示该消息的类型。读取消息的时候即可以按照先进先出方式读取，也可以按照消息类型来读取。

二.函数接口                                            

1.创建一个消息队列

 #include <sys/msg.h>

 int msgget(key_t key, int msgflg);

key：是一个整数，该函数会将key转换成一个IPC标识符。key有3种方法定义：1.手动随意指定一个整数。2.把IPC_PRIVATE当作key传入，系统会自动生成。3.用ftok()函数。

msgflg：指定该消息的权限，跟文件的权限控制类似。

2.发送消息

 #include <sys/msg.h>

 int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

msqid：用msget()获取的id。

mgsp：存储消息的结构指针，下面的mtype就是自定义的消息类型，mtext是消息数据。

 struct msgbuf {
                long mtype;       /* message type, must be > 0 */
                ];    /* message data */
            };

msgsz：消息的大小，对应上面msgbuf里面的mtext。

msgflg：控制消息发送时异常状况，如消息队列满。

3.接收消息

 #include <sys/msg.h>

 ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

msqid：用msget()获取的id，或者已知的消息ID。

msgp，msgsz：同msgsnd()。

msgtyp：接收消息的类型，即msgbuf里面的mtype。但还有别的用法：

如果为0，就获取队列中第一个可用消息。

大于0，获取相同类型消息的第一个，即mtype。

小于0，获取等于或小于mtype的绝对值第一个消息。等会我们一一做实验。

msgflg：同msgsnd()。

4.消息控制

 #include <sys/msg.h>

 int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

cmd：有3个选项，IPC_STAT，IPC_SET，IPC_RMID。前2个是获取和设置msgid对应的消息结构体，最后一个是删除消息队列。

三.简单的例子                                        

1.创建消息队列

 /**
  * @file msg_create.c
  */

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <sys/msg.h>

 void err_exit(const char *err_msg)
 {
     printf("%s error\n", err_msg);
     exit();
 }

 int main(void)
 {
      | IPC_CREAT);
     )
         err_exit("msgget()");

     printf("create msg_id:%d\n", msg_id);

     ;
 }

2.发送消息

 /**
  * @file msg_send.c
  */

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <sys/msg.h>

 #define MAX_BUFFER 1024

 typedef struct
 {
     long msg_type;
     char msg_text[MAX_BUFFER];
 } msg_t;

 void err_exit(const char *err_msg)
 {
     printf("%s error\n", err_msg);
     exit();
 }

 int main(int argc, char *argv[])
 {
     )
     {
         printf(]);
         exit();
     }

     ]);
     msg_t send_msg;
     ];
     int text_len = strlen(text);

     send_msg.msg_type = atoi(argv[]);
     memcpy((void *)send_msg.msg_text, text, text_len);

     ) == -)
         err_exit("msgsnd()");

     ;
 }

3.接收消息

 /**
  * @file msg_recv.c
  */

 #include <stdio.h>
 #include <stdlib.h>
 #include <string.h>
 #include <sys/msg.h>

 #define MAX_BUFFER 1024

 typedef struct
 {
     long msg_type;
     char msg_text[MAX_BUFFER];
 } msg_t;

 void err_exit(const char *err_msg)
 {
     printf("%s error\n", err_msg);
     exit();
 }

 int main(int argc, const char *argv[])
 {
     )
     {
         printf(]);
         exit();
     }

     ]);
     msg_t recv_msg;
     ]);

     ) == -)
         err_exit("msgrcv()");

     printf("receive:%s\n", recv_msg.msg_text);

     //if (msgctl(msg_id, IPC_RMID, 0) == -1)
     //    err_exit("msgctl()");

     ;
 }

四.实验                                                   

1.创建消息，编译执行msg_create.c，用ipcs -q查看消息：

可以看到：msqid就是用IPC_PRIVATE当作key传入，系统会自动生成的，msqid=262144等会接收消息要用。perms是我们代码设置的权限，此时的消息字节和消息数都是0。

2.发送消息，编译执行msg_send.c，并发消息，用ipcs -q查看消息：

上面./mes_send后面依次是：刚刚创建的消息队列id，消息类型，消息数据。

接下来，我们再继续发送1条1类型消息，2条2类型消息，2条3类型消息，等会接收消息做实验。

现在我们有6条消息了。

3.接收消息，编译msg_recv.c。我们主要来实验msgrcv()里面的msg_type参数。即该文件的第36行代码。

3.1：当msg_type等于0时，获取队列中第一个可用消息。

可以看到，1234就是我刚刚第一次发送到该队列的消息。

3.2：当msg_type大于0，获取具有相同类型的第一个消息：

上面我们获取的是3类型的消息，接收的刚好是第一次发送3号消息的haha。

3.3：当msg_type小于0，获取等于或小于msg_type绝对值的第一个消息：

上面，-3的绝对值是3，而队列中存在最先放进去的消息是1号消息22222(本来是1号的1234，刚刚我们做实验时读取走了，所以剩下它第一)。1小于3，所以1号消息被读取。

4.消息队列的删除，msg_recv.c里面第41行代码，如果放开后编译执行，收到一条消息后整个队列全部删除。