Linux 消息队列编程

　　消息队列、信号量以及共享内存被称作 XSI IPC，它们均来自system V的IPC功能，因此具有许多共性。

键和标识符：

　　内核中的每一种IPC结构（比如信号量、消息队列、共享内存）都用一个非负整数的标识符加以标示（如共享内存的shmid、信号量的semid、以及消息队列的msgid）。不同于文件描述符，IPC标识符不是一个小的非负整数，它是一个int型的整数，当一个标识符被创建，以后又被删除时，这个整数持续加1，达到整型的最大值后，重新回到0。

　　但是每一个IPC对象在内核中的标识符只能在内部被识别，为了让不同的进程能够在同一个IPC对象上汇合，还需要一个外部的标识来表示一个IPC 对象，这就是key 键值。或者可以这样理解：标识符是一个打开了的IPC对象的描述符，而键值则让进程获得这个标识符。

　　当我们通过一个键值创建了一个IPC对象以后，就可以用这个IPC对象的标识符操作这个IPC对象。例如当进程用指定的键值获得一个共享内存的标识符shmid以后，就可以通过这个标识符将共享内存映射到自身的地址空间上，当然后续对共享内存的操作也是基于这个标识符。

消息队列编程：

　　消息队列作为XSI IPC的一种，许多实现和操作和前面描述的信号量和共享内存有很多相似的地方。先简述一下消息队列的原理：消息队列的本质就是一个消息的链表，而每个消息的结构如下

           struct msgbuf {    

     　　　　　　    　　　　      long mtype;       /* message type, must be > 0 */       

       　　　　　　　　　　　　  char mtext[1];    /* message data */ 

       　　　　　　　　   };

mtype:消息的类型        mtext[]: 消息中的数据

也就是说消息队列就是一个数据域是以上结构体的链表。既然了解了一个消息队列的本质就是一个链表，可以想象，如果进程间要通过消息队列通信，那么发送消息的进程的主要工作就是要构建一个数据域，然后交给内核来插入到链表中，而接收消息的进程就是通过内核函数来将数据从消息队列中取出来。消息队列还有如下特点：

 *消息队列的消息类型可以不同，进程取出消息时可以指定消息类型取出需要的消息

 *当进程取出一条消息后，该消息会立即被移出消息队列

利用消息队列通信主要由以下操作完成：

 *创建/打开消息队列   ：int msgget(key_t key, int msgflg);

 *发送消息                 ：int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg)

 *接收消息                 ：ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg)

 *删除消息队列           ：int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf)

这些函数都可以通过man命令查到具体的用法，这里就不在详细解释，下面是一个测试的范例：

send 程序：

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


#define TEXT_SZ 2048
struct msgt
{
    long msgtype;
    char msgtext[TEXT_SZ];
};

int main()
{
    int msgid;
    key_t key;
    int running = 1;
    struct msgt msg_data;
    int msgtype;
    key = ftok("/home/application/massage_queue",2);
    //创建消息队列
    msgid  = msgget(key, IPC_CREAT);
    //循环
    while(running)
    {
         printf("Please Input msgtype,Input 0 to quit!\n");
         scanf("%d",&msgtype);
         printf("Please Input datas!\n");
         
         //从终端读取数据
         scanf("%s",msg_data.msgtext);
         //将数据写入消息队列
         msg_data.msgtype = msgtype;
         msgsnd(msgid, &msg_data, sizeof(msg_data), 0);
         
         if(strncmp(msg_data.msgtext,"end",3)==0)
         {
             msgsnd(msgid, "end", 3, 0);
             running = 0;
         }    
    }
    //删除消息队列
    msgctl(msgid, IPC_RMID, 0);
    return 0;
        
}

receive 程序：

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

#define TEXT_SZ 2048
struct msgt
{
    long msgtype;
    char msgtext[TEXT_SZ];
};

int msgid;
void childprocess()
{
    struct msgt msg_d;
    int running = 1;
    while(running)
    {
        //接受消息队列中的数据
        msgrcv(msgid, &msg_d, sizeof(msg_d), 0,0);
        //打印数据
        printf("Receive datas from queue:%s",msg_d.msgtext);
        if(strncmp(msg_d.msgtext,"end",3)==0)
        {
            running = 0;    
        }
    }

        
}
int main()
{

    key_t key;
    pid_t pid;
    int i;
    key = ftok("/home/application/massage_queue",2);
    //打开消息队列
    msgid  = msgget(key, IPC_EXCL);    
    
   for(i=0;i<3;i++)
    {
        pid = fork();
        if(pid<0)
        {
            printf("fork error!\n");    
        }
        else if(pid==0)
        {
            childprocess();
        }
    }
    
    return 0;    
}

当两个程序运行起来以后可以发现通过send成序发送的数据在receive 中可以接收到，说明这些函数的调用很成功，同时也证明了消息队列的通信是成功的。