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本文關鍵字： 消息隊列，linux 消息隊列
顧名思義，消息隊列就是一些消息的列表，用戶可以在消息隊列中添加消息和讀取消息等。從這點上看，消息隊列具有一定的FIFO特性，但是它可以實現消息的隨機查詢，比FIFO具有更大的優勢。同時，這些消息又是存在于內核中的，由“隊列ID”來標識。
消息隊列的實現包括創建或打開消息隊列、添加消息、讀取消息和控制消息隊列4種操作，其中創建或打開消息隊列使用的函數是msgget()，這里創建的消息隊列的數量會受到系統消息隊列數量的限制；添加消息使用的函數是msgsnd()，它把消息添加到已打開的消息隊列末尾；讀取消息使用的函數是msgrcv()，它把消息從消息隊列中取走，與FIFO不同的是，這里可以取走指定的某一條消息；控制消息隊列使用的函數是msgctl()，它可以完成多項功能。
表1列舉了msgget()函數的語法要點。
表1 msgget()函數語法要點
| 所需頭文件 |
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
|
| 函數原型 |
int msgget(key_t key, int msgflg) |
| 函數傳入值 |
key：消息隊列的鍵值，多個進程可以通過它訪問同一個消息隊列，其中有個特殊值IPC_PRIVATE，用于創建當前進程的私有消息隊列 |
| msgflg：權限標志位 |
| 函數返回值 |
成功：消息隊列ID |
| 出錯：-1 |
表2列舉了msgsnd()函數的語法要點。
表2 msgsnd()函數語法要點
| 所需頭文件 |
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
|
| 函數原型 |
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg) |
| 函數傳入值 |
msqid：消息隊列的隊列ID |
msgp：指向消息結構的指針，該消息結構msgbuf通常如下。
struct msgbuf
{
long mtype; /* 消息類型，該結構必須從這個域開始 */
char mtext[1]; /* 消息正文 */
}
|
| msgsz：消息正文的字節數（不包括消息類型指針變量） |
| msgflg |
IPC_NOWAIT：若消息無法立即發送（如當前消息隊列已滿），函數會立即返回 |
| 0：msgsnd調用阻塞直到發送成功為止 |
| 函數返回值 |
成功：0 |
| 出錯：-1 |
表3列舉了msgrcv()函數的語法要點。
表3 msgrcv()函數語法要點
| 所需頭文件 |
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
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| 函數原型 |
int msgrcv(int msgid, void *msgp, size_t msgsz, long int msgtyp, int msgflg) |
| 函數傳入值 |
msqid：消息隊列的隊列ID |
| msgp：消息緩沖區，同msgsnd()函數的msgp |
| msgsz：消息正文的字節數（不包括消息類型指針變量） |
| msgtyp |
0：接收消息隊列中第一個消息 |
| 大于0：接收消息隊列中第一個類型為msgtyp的消息 |
| 函數傳入值 |
小于0：接收消息隊列中第一個類型值不小于msgtyp絕對值且類型值小的消息 |
| msgflg |
MSG_NOERROR：若返回的消息比msgsz字節多，則消息就會截短到msgsz字節，且不通知消息發送進程 |
| IPC_NOWAIT：若在消息隊列中并沒有相應類型的消息可以接收，則函數立即返回 |
| 0：msgsnd()調用阻塞直到接收一條相應類型的消息為止 |
| 函數返回值 |
成功：0 |
| 出錯：-1 |
表4列舉了msgctl()函數的語法要點。
表4 msgctl()函數語法要點
| 所需頭文件 |
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/shm.h>
|
| 函數原型 |
int msgctl (int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf ) |
| 函數傳入值 |
msqid：消息隊列的隊列ID |
| cmd：命令參數 |
IPC_STAT：讀取消息隊列的數據結構msqid_ds，并將其存儲在buf指定的地址中 |
| IPC_SET：設置消息隊列的數據結構msqid_ds中的ipc_perm域（IPC操作權限描述結構）值，這個值取自buf參數 |
| IPC_RMID：從系統內核中刪除消息隊列 |
| buf：描述消息隊列的msqid_ds結構類型變量 |
| 函數返回值 |
成功：0 |
| 出錯：-1 |
下面的實例體現了如何使用消息隊列進行兩個進程（發送端和接收端）之間的通信，包括消息隊列的創建、消息發送與讀取、消息隊列的撤銷和刪除等多種操作。
消息發送端進程和消息接收端進程間不需要額外實現進程間的同步。在該實例中，發送端發送的消息類型設置為該進程的進程號（可以取其他值），因此接收端根據消息類型來確定消息發送者的進程號。注意這里使用了fotk()函數，它可以根據不同的路徑和關鍵字產生標準的key。消息隊列發送端的代碼如下：
/* msgsnd.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define BUFFER_SIZE 512
struct message
{
long msg_type;
char msg_text[BUFFER_SIZE];
};
int main()
{
int qid;
key_t key;
struct message msg;
/* 根據不同的路徑和關鍵字產生標準的key */
if ((key = ftok(".", 'a')) == -1)
{
perror("ftok");
exit(1);
}
/* 創建消息隊列 */
if ((qid = msgget(key, IPC_CREAT|0666)) == -1)
{
perror("msgget");
exit(1);
}
printf("Open queue %d\n",qid);
while(1)
{
printf("Enter some message to the queue:");
if ((fgets(msg.msg_text, BUFFER_SIZE, stdin)) == NULL)
{
puts("no message");
exit(1);
}
msg.msg_type = getpid();
/* 添加消息到消息隊列 */
if ((msgsnd(qid, &msg, strlen(msg.msg_text), 0)) < 0)
{
perror("message posted");
exit(1);
}
if (strncmp(msg.msg_text, "quit", 4) == 0)
{
break;
}
}
exit(0);
}
消息隊列接收端的代碼如下：
/* msgrcv.c */
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#define BUFFER_SIZE 512
struct message
{
long msg_type;
char msg_text[BUFFER_SIZE];
};
int main()
{
int qid;
key_t key;
struct message msg;
/* 根據不同的路徑和關鍵字產生標準的key */
if ((key = ftok(".", 'a')) == -1)
{
perror("ftok");
exit(1);
}
/* 創建消息隊列 */
if ((qid = msgget(key, IPC_CREAT|0666)) == -1)
{
perror("msgget");
exit(1);
}
printf("Open queue %d\n", qid);
do
{
/* 讀取消息隊列 */
memset(msg.msg_text, 0, BUFFER_SIZE);
if (msgrcv(qid, (void*)&msg, BUFFER_SIZE, 0, 0) < 0)
{
perror("msgrcv");
exit(1);
}
printf("The message from process %d : %s", msg.msg_type, msg.msg_text);
} while(strncmp(msg.msg_text, "quit", 4));
/* 從系統內核中移走消息隊列 */
if ((msgctl(qid, IPC_RMID, NULL)) < 0)
{
perror("msgctl");
exit(1);
}
exit(0);
}
以下是程序的運行結果，輸入“quit”則兩個進程都將結束。
$ ./msgsnd
Open queue 327680
Enter some message to the queue:first message
Enter some message to the queue:second message
Enter some message to the queue:quit
$ ./msgrcv
Open queue 327680
The message from process 6072 : first message
The message from process 6072 : second message
The message from process 6072 : quit
本文選自華清遠見嵌入式培訓教材《從實踐中學嵌入式Linux應用程序開發》
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