一、消息队列简介
消息队列是由存放在内核中的消息组成的链表,由IPC id标识。
顾名思义,消息队列就是依稀消息的列表。用户可以在消息队列中添加消息和读取消息等。从这点看,消息队列具有一定的FIFO特性,但是它可以实现消息的随机查询。消息队列是由存放在内核中的消息组成的链表,由IPC id标识。
消息队列是链表队列,它通过内核提供一个struct msqid_ds *msgque[MSGMNI]向量维护内核的一个消息队列列表,因此linux系统支持的大消息队列数由msgque数组大小来决定,每一个msqid_ds表示一个消息队列,并通过msqid_ds.msg_first、msg_last维护一个先进先出的msg链表队列,当发送一个消息到该消息队列时,把发送的消息构造成一个msg结构对象,并添加到msqid_ds.msg_first、msg_last维护的链表队列,同样,接收消息的时候也是从msg链表队列尾部查找到一个msg_type匹配的msg节点,从链表队列中删除该msg节点,并修改msqid_ds结构对象的数据
二、消息队列的实现
消息队列的实现包括创建或打开消息队列、添加消息、读取消息和控制消息队列这四种操作。
由msgget创建新队列或打开已经存在的队列
由msgsnd将消息添加到消息队列尾,每个消息包括正整数标识的类型,非负的长度,及数据。
由msgrcv从消息队列中取消息,不必按FIFO取消息,可以通过类型字段取相应的消息。
由msgctl控制消息队列。
三、消息队列函数介绍
1、msgget函数(创建新消息队列或取得已存在消息队列)
该函数用来创建和访问一个消息队列。它的原型为:
int msgget(key_t, key, int msgflg);
参数:
key:可以认为是一个端口号,也可以由函数ftok生成。
msgflg:IPC_CREAT值,若没有该队列,则创建一个并返回新标识符;若已存在,则返回原标识符。
IPC_EXCL值,若没有该队列,则返回-1;若已存在,则返回0。
与其他的IPC机制一样,程序必须提供一个键来命名某个特定的消息队列。msgflg是一个权限标志,表示消息队列的访问权限,它与文件的访问权限一样。msgflg可以与IPC_CREAT做或操作,表示当key所命名的消息队列不存在时创建一个消息队列,如果key所命名的消息队列存在时,IPC_CREAT标志会被忽略,而只返回一个标识符。
它返回一个以key命名的消息队列的标识符(非零整数),失败时返回-1.
2、msgsnd函数(将数据放到消息队列中)
该函数用来把消息添加到消息队列中。它的原型为:
int msgsend(int msgid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);
msgid是由msgget函数返回的消息队列标识符。
msg_ptr是一个指向准备发送消息的指针,但是消息的数据结构却有一定的要求,指针msg_ptr所指向的消息结构一定要是以一个长整型成员变量开始的结构体,接收函数将用这个成员来确定消息的类型。所以消息结构要定义成这样:
struct my_message{
long int message_type;
/* The data you wish to transfer*/
};
msg_sz是msg_ptr指向的消息的长度,注意是消息的长度,而不是整个结构体的长度,也就是说msg_sz是不包括长整型消息类型成员变量的长度。
msgflg用于控制当前消息队列满或队列消息到达系统范围的限制时将要发生的事情。
如果调用成功,消息数据的一分副本将被放到消息队列中,并返回0,失败时返回-1.
3、msgrcv函数(从队列中取用消息)
该函数用来从一个消息队列获取消息,它的原型为
int msgrcv(int msgid, void *msg_ptr, size_t msg_st, long int msgtype, int msgflg;
msgid, msg_ptr, msg_st的作用也函数msgsnd函数的一样。
msgtype可以实现一种简单的接收优先级。如果msgtype为0,就获取队列中的第一个消息。如果它的值大于零,将获取具有相同消息类型的第一个信息。如果它小于零,就获取类型等于或小于msgtype的绝对值的第一个消息。
msgflg用于控制当队列中没有相应类型的消息可以接收时将发生的事情。
调用成功时,该函数返回放到接收缓存区中的字节数,消息被复制到由msg_ptr指向的用户分配的缓存区中,然后删除消息队列中的对应消息。失败时返回-1.
4、msgctl函数(设置消息队列属性)
该函数用来控制消息队列,它与共享内存的shmctl函数相似,它的原型为:
int msgctl(int msgid, int command, struct msgid_ds *buf);
command是将要采取的动作,它可以取3个值,
IPC_STAT:把msgid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值,即用消息队列的当前关联值覆盖msgid_ds的值。
IPC_SET:如果进程有足够的权限,就把消息列队的当前关联值设置为msgid_ds结构中给出的值
IPC_RMID:删除消息队列
buf是指向msgid_ds结构的指针,它指向消息队列模式和访问权限的结构。msgid_ds结构至少包括以下成员:
struct msgid_ds
{
uid_t shm_perm.uid;
uid_t shm_perm.gid;
mode_t shm_perm.mode;
};
成功时返回0,失败时返回-1.
四、实例:
消息发送端:send.c
/*send.c*/
#include
#include
#include
#include
#include
#define MSGKEY 1024
struct msgstru
{
long msgtype;
char msgtext[2048];
};
main()
{
struct msgstru msgs;
int msg_type;
char str[256];
int ret_value;
int msqid;
msqid=msgget(MSGKEY,IPC_EXCL); /*检查消息队列是否存在*/
if(msqid < 0){
msqid = msgget(MSGKEY,IPC_CREAT|0666);/*创建消息队列*/
if(msqid <0){
printf("failed to create msq | errno=%d [%s]\n",errno,strerror(errno));
exit(-1);
}
}
while (1){
printf("input message type(end:0):");
scanf("%d",&msg_type);
if (msg_type == 0)
break;
printf("input message to be sent:");
scanf ("%s",str);
msgs.msgtype = msg_type;
strcpy(msgs.msgtext, str);
/* 发送消息队列 */
ret_value = msgsnd(msqid,&msgs,sizeof(struct msgstru),IPC_NOWAIT);
if ( ret_value < 0 ) {
printf("msgsnd() write msg failed,errno=%d[%s]\n",errno,strerror(errno));
exit(-1);
}
}
msgctl(msqid,IPC_RMID,0); //删除消息队列
}
消息接收端 receive.c
/*receive.c */
#include
#include
#include
#include
#include
#define MSGKEY 1024
struct msgstru
{
long msgtype;
char msgtext[2048];
};
/*子进程,监听消息队列*/
void childproc(){
struct msgstru msgs;
int msgid,ret_value;
char str[512];
while(1){
msgid = msgget(MSGKEY,IPC_EXCL );/*检查消息队列是否存在 */
if(msgid < 0){
printf("msq not existed! errno=%d [%s]\n",errno,strerror(errno));
sleep(2);
continue;
}
/*接收消息队列*/
ret_value = msgrcv(msgid,&msgs,sizeof(struct msgstru),0,0);
printf("text=[%s] pid=[%d]\n",msgs.msgtext,getpid());
}
return;
}
void main()
{
int i,cpid;
/* create 5 child process */
for (i=0;i<5;i++){
cpid = fork();
if (cpid < 0)
printf("fork failed\n");
else if (cpid ==0) /*child process*/
childproc();
}
}