二、消息队列
1.什是消息队列
在 Linux 中，进程间通信（IPC）的消息队列是一种在进程之间传递数据的机制。它允许不同的进程以异步的方式发送和接收消息。
2.消息队列的特点
- 消息队列可以实现多个进程之间的通信，一个进程可以向消息队列发送消息，而另一个进程可以从消息队列中接收消息。
- 消息队列中的消息是有类型的，可以根据消息的类型进行选择性接收。
- 消息队列具有一定的缓存能力，可以在发送方和接收方处理速度不匹配时起到缓冲作用。
3.使用消息队列的步骤
（1）包含头文件
代码示例
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
（2）创建或获取消息队列
ftok函数
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
- 作用：生成一个唯一的键值，通常用于创建消息队列、共享内存等 IPC 对象的标识。
- 参数：
pathname：一个已存在的文件路径名。proj_id：一个字符，用于生成唯一的键值。
- 返回值：成功时返回一个唯一的键值，失败时返回 -1。
msgget函数
int msgget(key_t key, int msgflg);
- 作用：创建或获取一个消息队列。
- 参数：
key：由ftok函数生成的键值。msgflg：标志位，可以是IPC_CREAT（如果消息队列不存在则创建）、IPC_EXCL（如果消息队列已存在则出错）以及权限标志（如0666）的组合。
- 返回值：成功时返回消息队列的标识符，失败时返回 -1。
代码示例
key_t key = ftok(".", 'a');
int msgid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);
if (msgid == -1) {
perror("msgget");
return -1;
}
（3）发送消息
定义一个消息结构体，然后使用msgsnd函数向消息队列发送消息
代码示例
struct msgbuf {
long mtype;
char mtext[1024];
};
msgsnd函数
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
- 作用：向消息队列发送消息。
- 参数：
msgid：消息队列的标识符。msgp：指向要发送的消息结构体的指针。msgsz：消息正文的长度。msgflg：标志位，通常为 0 或IPC_NOWAIT（如果消息队列已满则不阻塞立即返回错误）。
- 返回值：成功时返回 0，失败时返回 -1。
代码示例
//定义消息结构体
struct msgbuf msg;
msg.mtype = 1;
strcpy(msg.mtext, "Hello, message queue!");
if (msgsnd(msgid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0) == -1) {
perror("msgsnd");
return -1;
}
（4）接收消息
msgrcv函数
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
- 作用：从消息队列中接收消息。
- 参数：
msgid：消息队列的标识符。msgp：指向接收消息的缓冲区结构体的指针。msgsz：消息正文的最大长度。msgtyp：要接收的消息类型。msgflg：标志位，可以是IPC_NOWAIT（如果没有满足条件的消息则不阻塞立即返回错误）等。
- 返回值：成功时返回实际读取的字节数，失败时返回 -1。
代码示例
struct msgbuf rcv_msg;
if (msgrcv(msgid, &rcv_msg, sizeof(rcv_msg.mtext), 1, 0) == -1) {
perror("msgrcv");
return -1;
}
printf("Received message: %s\n", rcv_msg.mtext);
（5）删除消息队列
msgctl函数
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
- 作用：对消息队列进行控制操作，如删除消息队列、获取消息队列的状态信息等。
- 参数：
msgid：消息队列的标识符。cmd：控制命令，可以是IPC_STAT（获取消息队列的状态信息并存入buf指向的结构体中）、IPC_SET（设置消息队列的属性）、IPC_RMID（删除消息队列）等。buf：指向一个缓冲区，用于存储或设置消息队列的状态信息，具体取决于cmd的值。
- 返回值：成功时返回相应的状态信息或 0，失败时返回 -1。
代码示例
if (msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
perror("msgctl");
return -1;
4.用消息队列的方式完成进线程间的简单通信：
(1)发送消息
代码示例
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
//创建消息结构体
typedef struct msgbuf{
long mtype;
char mtext[32];
}MSG;
int main(int argc, char *argv[])
{
//创建key值
key_t mykey = ftok(".",'b');
if(mykey < 0)
{
perror("ftok");
return -1;
}
//msgget()--创建或获取消息队列
int msgfd = msgget(mykey, 0664 |IPC_CREAT);
if(msgfd < 0)
{
perror("msgget");
return -1;
}
//准备好需要发送的消息，初始化结构体
MSG message1 = {1,"hello"};
MSG message2 = {2,"world"};
MSG message3 = {3,"niaho"};
//magsnd()--发送消息
msgsnd(msgfd,&message2,sizeof(MSG)-8,0);
return 0;
}
(2)接收消息
代码示例
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
//创建消息结构体
typedef struct msgbuf{
long mtype;
char mtext[32];
}MSG;
int main(int argc, char *argv[])
{
//创建key值
key_t mykey = ftok(".",'b');
if(mykey < 0)
{
perror("ftok");
return -1;
}
//msgget()--创建或获取消息队列
int msgfd = msgget(mykey, 0664 |IPC_CREAT);
if(msgfd < 0)
{
perror("msgget");
return -1;
}
//magrcv()--接受消息
MSG message2;
int ret = msgrcv(msgfd,&message2,sizeof(MSG)-8,2,0);
if(ret < 0)
{
perror("read");
return -1;
}
printf("message = %s\n",message2.mtext);
return 0;
}