进程间通信（2）-消息队列

Linux 中的消息队列是一种进程间通信（IPC）机制，允许不同进程之间通过消息进行通信。

 

消息队列中的相关函数：

msgget：创建或打开一个消息队列。
函数原型：int msgget(key_t key, int msgflg);
参数：
key：消息队列的键值，用于标识消息队列。
msgflg：标志参数，用于指定消息队列的创建方式和权限。
返回值：成功时返回消息队列的标识符（非负整数），失败时返回 -1。


msgctl：对消息队列进行控制。
函数原型：int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
参数：
msqid：消息队列的标识符。
cmd：控制命令，用于指定执行的操作。
buf：指向 struct msqid_ds 结构的指针，用于传递或接收消息队列的状态信息。
返回值：成功时返回0，失败时返回 -1。


msgsnd：向消息队列发送消息。
函数原型：int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
参数：
msqid：消息队列的标识符。
msgp：指向要发送的消息的指针。
msgsz：消息的大小（以字节为单位）。
msgflg：标志参数，用于指定发送消息的行为。
返回值：成功时返回0，失败时返回 -1。


msgrcv：从消息队列接收消息。
函数原型：ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
参数：
msqid：消息队列的标识符。
msgp：指向存储接收消息的缓冲区的指针。
msgsz：缓冲区的大小（以字节为单位）。
msgtyp：指定所接收消息的类型。
msgflg：标志参数，用于指定接收消息的行为。
返回值：成功时返回接收到的消息的大小（以字节为单位），失败时返回 -1。

对于ftok补充一点，ftok 函数是一个用于生成 System V IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）中键值的函数。在 System V IPC 中，诸如消息队列、共享内存和信号量等资源都需要一个唯一的键值来标识。

ftok 函数的原型如下：

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

它接受两个参数：
pathname：一个指向文件的路径名的指针。通常情况下，你可以选择一个现有的文件，该文件的存在与否对 ftok 函数的结果不会产生影响，因为它只关注文件的索引节点号（inode number）和项目 ID（proj_id）。
proj_id：一个用户定义的整数，用于生成键值的低8位。通常情况下，你可以为不同的 IPC 资源设置不同的项目 ID，以确保它们的键值不冲突。

ftok 函数将 pathname 参数指定的文件的索引节点号和 proj_id 参数合并起来，然后通过一系列位操作生成一个唯一的键值。这个键值将作为 System V IPC 中资源的标识符，用于创建或获取相应的资源。

需要注意的是，ftok 函数的返回值是一个键值 key_t，这个键值会传递给 msgget、shmget 或 semget 等函数，用于创建或获取对应的消息队列、共享内存或信号量。

更多关于ftok函数的解析可见：ftok()函数深度解析

说白了ftok函数就是根据文件生成一个key_t类型的值，key_t一般是一个长整型，那完全可用用一个长整型的数进行替换即可，前提是该长整型数没有作为key_t使用

 

发送消息的程序msg1.c

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

#define MAX_MSG_SIZE 1024
#define MSG_TYPE 1

// 定义消息结构体
struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[MAX_MSG_SIZE];
};

int main() {
    int i;
    int msg_id;
    key_t key;
    struct msg_buffer message;

    // 生成一个唯一的键值
    if ((key = ftok("lethe1203", 'B')) == -1) {
        perror("ftok");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 创建一个消息队列，如果不存在则创建，否则打开
    if ((msg_id = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT)) == -1) {    // 这里完全可用把key替换为12345678等，去掉"生成一个唯一的键值"的步骤
        perror("msgget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Sending multiple messages to the queue...\n");

    // 发送多条消息到队列
    for (i = 1; i <= 5; ++i) {
        // 设置消息的类型为 MSG_TYPE
        message.msg_type = MSG_TYPE;

        // 构造消息内容
        sprintf(message.msg_text, "This is message %d from sender", i);

        // 发送消息
        if (msgsnd(msg_id, &message, sizeof(message.msg_text), 0) == -1) {
            perror("msgsnd");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        printf("Message %d sent to queue.\n", i);

        // 为了演示，发送完一条消息后暂停五秒
        sleep(5);
    }

    printf("All messages sent to the queue.\n");

    return 0;
}

 

接收消息的程序msg2.c：

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

#define MAX_MSG_SIZE 1024
#define MSG_TYPE 1

// 定义消息结构体
struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[MAX_MSG_SIZE];
};

int main() {
    int msg_id;
    key_t key;
    struct msg_buffer message;

    // 生成一个唯一的键值
    if ((key = ftok("lethe1203", 'B')) == -1) {
        perror("ftok");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    // 获取现有的消息队列，如果不存在则创建
    if ((msg_id = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT)) == -1) {    // 这里完全可用把key替换为12345678等，去掉"生成一个唯一的键值"的步骤
        perror("msgget");
        exit(EXIT_FAILURE);
    }

    printf("Receiving messages from the queue...\n");

    // 从队列中接收消息
    while (1) {
        // 接收消息
        if (msgrcv(msg_id, &message, sizeof(message.msg_text), MSG_TYPE, 0) == -1) {
            perror("msgrcv");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }

        // 打印接收到的消息
        printf("Message received: %s\n", message.msg_text);
    }

    return 0;
}

 

代码执行结果：