消息队列

介绍消息队列前，先说明system V所提供的ipc对象

与内核提供的管道、信号通信不同：system V的ipc对象实现了数据传递的容器与程序相分离，也就是说，即使程序以己经结束，但是放入到容器中的数据依然存在，除非将容器手动删除

消息队列是system V提供的一种用于多进程间进行通信的IPC对象，与linux内核提供的管道文件和信号不同，他支持双向通信，而管道文件只支持单向通信，信号则用于进程间的通知，例如子进程推出后，会向父进程发送SIGCHLD信号。相似的IPC对象还有共享内存，信号量

消息队列要保证不同的进程间打开的是相同的消息队列，需要有一个key值类似于宝箱的钥匙，不同的进程可以通过同一个key值打开同一个消息队列，对消息队列进行读取或写入

上图是消息队列的实现原理

消息队列的API

1、创建key值 #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> key_t ftok(const char *pathname, int proj_id); //ftok(”/”, ‘k’);

功能：通过给定的文件以及给定的一个随机值，创建出一个4字节整数的key值，用于system V IPC对象的创建 参数1：一个文件路径，要求是已经存在的文件路径，提供了key值3字节的内容，其中，文件的设备号占1字节，文件的inode号占2字节 参数2：一个随机整数，取后8位（1字节）跟前面的文件共同组成key值，必须是非0的数字 返回值：成功返回key值，失败返回-1并置位错误码

2、通过key值，创建消息队列

#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h> int msgget(key_t key, int msgflg);

功能：通过给定的key值，创建出一个消息队列的对象，并返回消息队列的句柄ID，后期可以通过该ID操作整个消息队列 参数1：key值，该值可以是IPC_PRIVATE,也可以是ftok创建出来的，前者只用于亲缘进程间的通信 参数2：创建标识 IPC_CREAT:创建并打开一个消息队列，如果消息队列已经存在，则直接打开 IPC_EXCL:确保本次创建处理的是一个新的消息队列，如果消息队列已经存在，则报错，错 误码位EEXIST 0664：该消息队列的操作权限 eg: IPC_CREAT|0664 或者 IPC_CREAT|IPC_EXCL|0664 返回值：成功返回消息队列的ID号，失败返回-1并置位错误码

3、向消息队列中存放数据

1
   #include <sys/types.h>
2
   #include <sys/ipc.h>
3
   #include <sys/msg.h>
4
   int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

功能：向消息队列中存放一个指定格式的消息 参数1：打开的消息队列的id号 参数2：要发送的消息的起始地址，消息一般定义为一个结构体类型，由用户手动定义

struct msgbuf

{ long mtype; /* message type, must be > 0 / 消息的类型 char mtext[1]; / message data */ 消息正文 };

参数3：消息正文的大小 参数4：是否阻塞的标识 0：标识阻塞形式向消息队列中存放消息，如果消息队列满了，就在该函数处阻塞 IPC_NOWAIT:标识非阻塞的形式向消息队列中存放消息，如果消息队列满了，直接返回 返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

4、从消息队列中取消息

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

功能：从消息队列中取数指定类型的消息放入给定的容器中 参数1：打开的消息队列的id号 参数2：要接收的消息的起始地址，消息一般定义为一个结构体类型，由用户手动定义

struct msgbuf { long mtype; /* message type, must be > 0 / 消息的类型 char mtext[1]; / message data */ 消息正文 };

参数3：消息正文的大小 参数4：要接收的消息类型 0:表示每次都取消息队列中的第一个消息，无论类型

0:读取队列中第一个类型为msgtyp的消息 <0:读取队列中的一个消息，消息为绝对值小于msgtyp的第一个消息 eg： 10—>8—>3—>6—>5—>20—>2 -5: 会从队列中绝对值小于5的类型的消息中选取第一个消息，就是3 参数5：是否阻塞的标识 0：标识阻塞形式向消息队列中读取消息，如果消息队列空了，就在该函数处阻塞 IPC_NOWAIT:标识非阻塞的形式向消息队列中读取消息，如果消息队列空了，直接返回 返回值：成功返回实际读取的正文大小，失败返回-1并置位错误码

5、销毁消息队列

1
   #include <sys/types.h>
2
   #include <sys/ipc.h>
3
   #include <sys/msg.h>
4
   int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

功能：对给定的消息队列执行相关的操作，该操作由cmd参数而定 参数1：消息队列的ID号 参数2：要执行的操作 IPC_RMID：删除一个消息队列，当cmd为该值时，第三个参数可以省略填NULL即可 IPC_STAT：表示获取当前消息队列的属性，此时第三个参数就是存放获取的消息队列属性的容器起始地址 IPC_SET：设置当前消息队列的属性，此时第三个参数就是要设置消息队列的属性数据的起始地址 参数3：消息队列数据容器结构体，如果第二个参数为IPC_RMID,则该参数忽略填NULL即可，如果 是 IPC_STAT、 IPC_SET填如下结构体：

struct msqid_ds { struct ipc_perm msg_perm; /* Ownership and permissions / 消息队列的拥有者和权限 time_t msg_stime; / Time of last msgsnd(2) / 最后一次发送消息的时间 time_t msg_rtime; / Time of last msgrcv(2) / 最后一次接收消息的时间 time_t msg_ctime; / Time of last change / 最后一次状态改变的时间 unsigned long __msg_cbytes; / Current number of bytes in queue(nonstandard) / 已用字节数 msgqnum_t msg_qnum; / Current number of messages in queue / 消息队列中消息个数 msglen_t msg_qbytes; / Maximum number of bytes allowed in queue /最大消息个数 pid_t msg_lspid; / PID of last msgsnd(2) / 最后一次发送消息的进程pid pid_t msg_lrpid; / PID of last msgrcv(2) / 最后一次读取消息的进程pid }; 该结构体的第一个成员类型如下 struct ipc_perm { key_t __key; / Key supplied to msgget(2) / key值 uid_t uid; / Effective UID of owner / 当前进程的uid gid_t gid; / Effective GID of owner / 当前进程的组ID uid_t cuid; / Effective UID of creator / 消息队列创建者的用户id gid_t cgid; / Effective GID of creator / 消息队列创建者的组id unsigned short mode; / Permissions / 消息队列的权限 unsigned short __seq; / Sequence number */ 队列号 }; 返回值：成功返回0，失败返回-1并置位错误码

注意事项：

1、对于消息而言，由两部分组成：消息的类型和消息正文，消息结构体由用户自定义 2、对于消息队列而言，任意一个进程都可以向消息队列中发送消息，也可以从消息队列中取消息 3、多个进程，使用相同的key值打开的是同一个消息队列 4、对消息队列中的消息读取操作是一次性的，被读取后，消息队列中不存在该消息了 5、消息队列的大小：16K