XSI IPC之消息队列详解

命令 ipcs 查看消息队列，共享内存，信号量数组的信息

命令 ipcrm -q id 销毁一个消息队列

消息队列

man 7 mq_overview 消息队列概述

man msgop 消息队列操作函数

ftok(3)

将路径名或项目标识符转换为系统，即转换成 key_t 类型

函数声明

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>

key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

参数含义

(文件路径，8位proj_id)

返回值

成功返回 key_t 类型，失败返回-1并设置errno

示例

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>

#define PATHNAME    "/etc/passwd"
#define PRO_ID      'a'

int main(void)
{
    key_t key;
    key = ftok(PATHNAME, PRO_ID);
    if (-1 == key) 
    {
        perror("ftok()");
        exit(1);
    }
    exit(0);
}

msgget(2)

创建消息队列实例

函数声明

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

int msgget(key_t key, int msgflg);

参数含义

(ftok返回的key_t类型，与key参数值相关的标识符)

如果 key值为 IPC_PRIVATE 则只能用于有亲缘关系

标识符可选（多选用或运算）

IPC_CREAT 创建，需要或上文件权限

IPC_EXCL 与IPC_CREAT一起使用，确保如果消息队列已经创建，返回失败

返回值

成功返回 int 类型消息队列号

失败返回 -1 并且设置errno 如果标识符使用了IPC_CREAT 和 IPC_EXCL 并且errno的值为EEXIST，代表消息队列已经存在。

msgsnd(2) /msgrcv(2)

向管道发送消息,接收消息

函数声明

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

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

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

参数含义

msqid为msgget(2)函数的返回值

msgp是一个结构体首地址，该结构体类型为
struct msgbuf {
  long mtype;       /* message type, must be > 0 */
  char mtext[1];    /* message data */
};
msgsz为struct msgbuf结构体中mtext大大小

msgflg为可选参数，对数据不加要求传0，可选值详见man手册

msgtyp为需要屏蔽的数据类型

返回值

失败都返回-1并设置<u>errno</u>值

成功msgsnd(2)返回0，msgrcv(2)返回收到的字节个数

msgctl(2);

销毁队列

函数声明

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

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

消息队列示例

首先需要一个 .h 文件，两个.c文件，两个.c文件需要共用一个key值

proto.h文件

用来声明两个.c文件公用的变量

#ifndef __PROTO_H
#define __PROTO_H

#define PATHNAME    "/etc/passwd"
#define PRO_ID      'a' 
#define NAMESIZE    32

struct stu_st {
    int id;
    char name[NAMESIZE];
};

// 交换的数据
struct msgbuf {
    long mtype;
    struct stu_st stu;
};

#endif

接收端 rcv.c

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>
#include <stdlib.h>

#include "proto.h"

int main(void)
{
    key_t key;
    int msgid;
    struct msgbuf rcvbuf;
    int cnt;
    int created = 1;

    key = ftok(PATHNAME, PRO_ID);
    if (-1 == key) {
        perror("ftok()");
        exit(1);
    }
    // 获取/创建实例
    msgid = msgget(key, IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0600);
    if (msgid == -1) {
        if (errno == EEXIST) {
            msgid = msgget(key, 0);
            created = 0;
        } else {
            perror("msgget()");
            exit(1);
        }
    }

    while (1) {
        cnt = msgrcv(msgid, &rcvbuf, sizeof(struct stu_st), 3, 0);  
        if (cnt == -1) {
            if (errno == EINTR)
                continue;
            perror("msgrcv()");
            exit(1);
        }
        printf("rcv type:%ld, data:%d %s\n", rcvbuf.mtype, rcvbuf.stu.id, rcvbuf.stu.name); 
    }

    return 0;
ERROR:
    if (created)
        msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);
    exit(1);
}

发送端send.c

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

#include "proto.h"

int main(int argc, char *argv[])
{
    key_t key;
    int msgid;
    struct msgbuf sndbuf;
    int created = 1;

    if (argc < 3)
        exit(1);

    key = ftok(PATHNAME, PRO_ID);
    if (-1 == key) {
        perror("ftok()");
        exit(1);
    }
    // 获取/创建实例
    msgid = msgget(key, IPC_CREAT | IPC_EXCL);
    if (msgid == -1) {
        if (errno == EEXIST) {
            msgid = msgget(key, 0);
            created = 0;
        } else {
            perror("msgget()");
            exit(1);
        }
    }

    sndbuf.mtype = atoi(argv[1]);
    sndbuf.stu.id = atoi(argv[2]);
    strcpy(sndbuf.stu.name, argv[3]);

    msgsnd(msgid, &sndbuf, sizeof(struct stu_st), 0);

    if (created)    
        msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);

    return 0;
}

测试函数main.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/wait.h>
#include <string.h>

#define STRSIZE 100

struct msgbuf {
    long mtype;
    char str[STRSIZE];
};

int main(void)
{
    int msgid;
    pid_t pid;
    struct msgbuf sndbuf, rcvbuf;
    int cnt;

    msgid = msgget(IPC_PRIVATE, IPC_CREAT | 0600);
    if (msgid == -1) {
        perror("msgget()");
        exit(1);
    }
    
    pid = fork();
    // if error

    if (pid == 0) {
        strcpy(sndbuf.str, "good afternoon");
        sndbuf.mtype = 1;
        sleep(2);
        if (msgsnd(msgid, &sndbuf, strlen(sndbuf.str)+1, 0) == -1) {
            perror("msgsnd()");
            exit(1);
        }
        exit(0);
    }

    cnt = msgrcv(msgid, &rcvbuf, STRSIZE, 0, 0);
    if (cnt == -1) {
        perror("msgrcv()");
        exit(1);
    }
    printf("type:%ld, data:%s\n", rcvbuf.mtype, rcvbuf.str);

    wait(NULL);

    msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);

    exit(0);
}