笔记六：进程间的通信（IPC通信之消息队列）

IPC通信之消息队列

“消息”是在两台计算机间传送的数据单位。消息可以非常简单，例如只包含文本字符串；也可以更复杂，可能包含嵌入对象
。消息被发送到队列中。“消息队列”是在消息的传输过程中保存消息的容器。消息队列管理器在将消息从它的源中继到它的目标时充当中间人。队列的主要目的是提供路由并保证消息的传递；如果发送消息时接收者不可用，消息队列会保留消息，直到可以成功地传递它。

链式队列

   

M
sqid_ds   维护消息队列的结构体，队列的第一个消息指针msg_first，最后一个消息指针msg_last

消息中有一个成员指针next

管道属于顺序队列，消息队列属于链式队列；

每一个消息中包含有哪些内容：

   Data    数据

   Length  数据的长度

   Type    数据的类型。

  例如：

      1----voltage data

      2----电流数据

      3----有功功率

  消息的接收端可以根据消息的类型来接收。

文件I/O	消息队列
open	msg_get
read	msgrcv
write	msgsnd
close	msgctrl

(1) msgget（打开消息队列）

所需头文件	#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h>
函数原型	int msgget(key_t key, int flag);
函数参数	key：和消息队列关联的key值
	flag：消息队列的访问权限
函数返回值	成功：消息队列ID
	出错：-1

  属于链式队列，所以无需队列的大小

(2) msgsnd（消息队列的发送）相当于队列的插入== write

所需头文件	#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h>
函数原型	int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t size, int flag);
函数参数	msqid：消息队列的ID
	msgp：指向消息的指针。常用消息结构msgbuf如下： struct msgbuf {     long mtype;          //消息类型       char mtext[N]      //消息正文  }；
	size：发送的消息正文的字节数
	flag：	IPC_NOWAIT 消息没有发送完成函数也会立即返回。
		0：直到发送完成函数才返回
函数返回值	成功：0
	出错：-1

    参数：

         第一个参数：告诉内核写哪一个消息队列；

         第二个参数：缓存（写什么内容）消息结构体，一定要包含消息的内型；

         第三个参数：想写多少个，想写的正文的字节数；

         第四个参数：阻塞方式；

#include "sys/ipc.h"
#include "sys/msg.h"
#include "sys/types.h"
#include "stdio.h"
struct mybuf
{
  long mytype;
  char sendbuf[128];
};
int main()
{
  int key;
  int msgid;
  struct mybuf  wrbuf,rdbuf;
  key=ftok("./a.c",'a');
  if(key < 0)
  {
      printf("creat key failure\n");
      return -1;
  }
  msgid=msgget(key,IPC_CREAT | 0777);
  if(msgid < 0)
  {
      printf("creat message queue failure\n");
      return -2;
  }
  wrbuf.mytype=10;// voltage data
  printf("please input data:\n");
  fgets(wrbuf.sendbuf,128,stdin);

  msgsnd(msgid,(void *)&wrbuf,128,0);
  system("ipcs -q");
  //read
  msgrcv(msgid,(void *)&rdbuf,128,11,0);
  printf("%s",rdbuf.sendbuf);
  system("ipcs -q");
  msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);
  return 0;
}
  

(3)msgrcv（消息队列的接收）相当于队列的删除==read
      

所需头文件	#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h>
函数原型	int msgrcv(int msgid,  void* msgp,  size_t  size,  long msgtype,  int  flag);
函数参数	msqid：消息队列的ID
	msgp：接收消息的缓冲区
	size：要接收的消息的字节数
	msgtype：	0：接收消息队列中第一个消息。
		大于0：接收消息队列中第一个类型为msgtyp的消息.
		小于0：接收消息队列中类型值不大于msgtyp的绝对值且类型值又最小的消息。
	flag：	0：若无消息函数会一直阻塞
		IPC_NOWAIT：若没有消息，进程会立即返回ENOMSG。
函数返回值	成功：接收到的消息的长度
	出错：-1

  

 消息队列中数据读后，数据也不存在了

(4)msgctl

所需头文件	#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h>
函数原型	int msgctl ( int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf );
函数参数	msqid：消息队列的队列ID
	cmd：	IPC_STAT：读取消息队列的属性，并将其保存在buf指向的缓冲区中。
		IPC_SET：设置消息队列的属性。这个值取自buf参数。
		IPC_RMID：从系统中删除消息队列。
	buf：消息队列缓冲区
函数返回值	成功：0
	出错：-1

例子：

server.c 端
#include "sys/ipc.h"
#include "sys/msg.h"
#include "sys/types.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
struct mybuf
{
  long mytype;
  char sendbuf[128];
};
int main()
{
  int key;
  int msgid;
  int pid;
  struct mybuf  wrbuf,rdbuf;
  key=ftok("./a.c",'a');
  if(key < 0)
  {
      printf("creat key failure\n");
      return -1;
  }
  msgid=msgget(key,IPC_CREAT | 0777);
  if(msgid < 0)
  {
      printf("creat message queue failure\n");
      return -2;
  }
  pid=fork();
  if(pid < 0)
        return -3;
  if(pid > 0)//write type=10
  {
      wrbuf.mytype=10;// voltage data
      while(1)
     {
     memset(wrbuf.sendbuf,0,128);
     printf("please input data:\n");
     fgets(wrbuf.sendbuf,128,stdin);
     msgsnd(msgid,(void *)&wrbuf,128,0);
      }
  }

  //read
  if(pid == 0)  //read type=11
  {
      while(1)
      {
      memset(rdbuf.sendbuf,0,128);
      msgrcv(msgid,(void *)&rdbuf,128,11,0);
      printf("%s",rdbuf.sendbuf);
      }
  }
  msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);
  return 0;
}

client.c 端
#include "sys/ipc.h"
#include "sys/msg.h"
#include "sys/types.h"
#include "stdio.h"
#include "string.h"
struct mybuf
{
  long mytype;
  char sendbuf[128];
};
int main()
{
  int key;
  int msgid;
  int pid;
  struct mybuf  wrbuf,rdbuf;
  key=ftok("./a.c",'a');
  if(key < 0)
  {
      printf("creat key failure\n");
      return -1;
  }
  msgid=msgget(key,IPC_CREAT | 0777);
  if(msgid < 0)
  {
      printf("creat message queue failure\n");
      return -2;
  }
  pid=fork();
  if(pid < 0)
        return -3;
  if(pid > 0)//write type=10
  {
    wrbuf.mytype=11;// voltage data
      while(1)
    {
     memset(wrbuf.sendbuf,0,128);
     printf("please input data:\n");
     fgets(wrbuf.sendbuf,128,stdin);
     msgsnd(msgid,(void *)&wrbuf,128,0);
      }
  }

  //read
  if(pid == 0)  //read type=11
  {
      while(1)
      {
      memset(rdbuf.sendbuf,0,128);
      msgrcv(msgid,(void *)&rdbuf,128,10,0);
      printf("%s",rdbuf.sendbuf);
      }
  }
  msgctl(msgid,IPC_RMID,NULL);
  return 0;
}