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【武汉华嵌】Linux进程间通信之消息队列

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一粒金砂(中级)

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发表于 2012-6-12 09:41 | 显示全部楼层 |阅读模式

作者:武汉华嵌嵌入式培训中心  技术部

 

在linux下有两种消息队列,一种是POSIX的消息队列,另外一种是System V消息队列。在这里只讲System V队列的使用。System V消息队列使用消息队列标识符标识,在某个进程往一个队列中写入一个消息之前,不求另外某个进程正在等待该队列上一个消息的到达。

对于系统中每个消息队列,内核维护一个定义在<sys/msg.h>头文件中的信息结构。该结构如下:

struct msqid_ds{

struct ipc_perm     msg_perm;   /* read_write perms: Section 3.3 */

struct msg         *msg_first;   /* ptr to first message on queue */

struct msg         *msg_last;   /* ptr to last message on queue */

msglen_t          msg_cbytes;  /* current # bytes on queue */

}

 

消息队列由内核进行维护,我们可以将内核中某个选定的消息队列画为一个消息链表,如下图所示:

以下都是操作消息队列的API函数,在这里将对其一一讲解。

  • 创建一个消息队列。

#include <sys/msg.h>

int msgget(key_t key, into flag);

该函数在执行正常返回时,返回的是一个整数标识符,其他三个函数就用它来指代该队列。该标识符是基于指定的key产生的,而key即可以是ftok的返回值,也可以是常值IPC_PRIVATE。

oflag可以是读写权限的值的组合,它还可以与IPC_CREAT或IPC_CREAT|IPC_EXCL按位或。

当创建一个新消息队列时,msqid_ds结构的一些成员被初始化。

 

  • 往一个打开的消息队列上放置一个消息。

#include <sys/msg.h>

int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t length, int flag);

该函数的第一参数msqid是由msgget的返回值提供。Ptr是一个结构指针,该结构可以如下定义:

struct my_msg{

long types;

char text[MAX_LENGTH];

}

该结构中的types是这个消息的类型,text这个数组就是发送的消息的正文部份。msgsnd的length参数以字节为单位指定待发送消息的长度。如果待发送消息的结构如上定义,则length的取值是sizeof(struct my_msg) – sizeof(long)。第四个参数flag即可以是0,也可以是IPC_NOWAIT。当flag是0时,使得msgsnd调用阻塞,如果是IPC_NOWAIT,使得msgsnd调用非阻塞。

  • 使用msgrcv函数从某个消息队列中读出一个消息。

#include <sys/msg.h>

ssize_t smgrcv(int msqid, void *ptr, size_t length, long type, int flag);

其中ptr参数指定所接收消息的存放位置,和msgsnd一个,该指针指向紧挨在真正的消息数据之前返回的长整数类型字段。Length指定了由ptr指向的缓冲区中数据部分的大小,这是该函数能返回的最大数据量,该长度不包含消息类型占的字节数。type指定希望从消息队列中读出什么类型的消息,type以下的几种取值有不同的效果,如下:

⑴、type为0时,则返回队列中的第一个消息,也就是最早的那个消息。

⑵、type为大于0时,则返回其类型值为type的第一个消息。

⑶、type为小于0时,则返回其类型值小于或等于type参数的绝对值的消息中类型最小的第一个消息。flag的可能取值同msgsnd一样,代表着同样的意思。只不过msgrcv多了一个选择,那就是MSG_NOERROR,如果设置了该位,当所接收消息的真正数据部分大于length参数时,msgrcv只截短数据部分,面不返回错误。该函数成功返回时,msgrcv返回的是所接收消息中数据的字节数。它不包括消息类型所占有字节数。

  • 使用msgctl对消息队列进行控制。

#include <sys/msg.h>

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

该函数提供了三个控制命令,分别如下:

IPC_RMID     从系统中删除由msqid指定的消息队列,对于该命令,msgctl第三个参

数被忽略。

IPC_SET       给所指定的消息队列设置其msqid_ds结构的几个成员。

IPC_STAT      给调用者返回与所指定消息队列对应的当前msqid_ds结构。

 

 

 

总结:

  • 消息队列是由内核维护的,也就是说消息队列是随内核持续性的。在进程结束的时候,消息队列并消失,只有在显示的删除消息队列或者在内核自检的时候,消息队列才会删除。

 

 

以下是使用消息队列例子:

  • 发送进程:

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include <string.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/msg.h>

#include <sys/types.h>

 

#define MAX_MSG_LENGTH 1024

//自己定义的消息格式

typedef struct msgbuf

{

long types;

char texts[MAX_MSG_LENGTH];

}SYS_MSG;

 

int main()

{

int msgid;

key_t key;

int retval;

SYS_MSG mybuf;

 

if((key = ftok("/", 4)) < 0)

{

           perror("ftok");

}

 

if((msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) < 0)

{

           perror("msgget");

}

 

mybuf.types = 1;

strcpy(mybuf.texts, "hello world");

if((msgsnd(msgid, &mybuf, MAX_MSG_LENGTH, 0)))  //发送消息类型为1的消息。

{

           perror("msgsnd");

}

 

mybuf.types = 2;

strcpy(mybuf.texts, "how are you");

if((msgsnd(msgid, &mybuf, MAX_MSG_LENGTH, 0)))  //发送消息类型为2的消息。

{

           perror("msgsnd");

}

 

mybuf.types = 3;

strcpy(mybuf.texts, "i'm fine");

if((msgsnd(msgid, &mybuf, MAX_MSG_LENGTH, 0)))  //发送消息类型为3的消息。

{

           perror("msgsnd");

}

 

return 0;

}

  • 接收进程:

#include <stdio.h>

#include <errno.h>

#include <stdlib.h>

#include <string.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/msg.h>

#include <sys/types.h>

 

#define MAX_MSG_LENGTH 5

typedef struct msgbuf

{

long types;

char texts[MAX_MSG_LENGTH];

}SYS_MSG;

 

int main()

{

int msgid;

key_t key;

int retval;

SYS_MSG mybuf;

 

if((key = ftok("/", 4)) < 0)

{

           perror("ftok");

}

 

if((msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0777)) < 0)

{

           perror("msgget");

}

 

while(1)

{

           //输入想接收的消息类型

           scanf("%ld", &mybuf.types);

           memset(mybuf.texts, 0, MAX_MSG_LENGTH);

 

           if(0 == mybuf.types)

           {

                    break;

           }

          

           //接收消息类型为上面输入的消息类型

           if(( msgrcv(msgid, &mybuf, MAX_MSG_LENGTH, mybuf.types, MSG_NOERROR)) < 0)

           {

                    perror("msgrcv");

           }

 

           printf("msgrcv : %s\n", mybuf.texts);

}

 

if(( msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL)) < 0)   //从内核中删除消息队列

{

           perror("msgctl");

}

 

return 0;

}

 

 

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来源:EEWorld 嵌入式系统编程板块,转载请附上链接


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