第三十四章 POSIX消息队列
POSIX消息队列相关函数
mq_open
功能：
用来创建和访问一个消息队列
原型：
mqd_t mq_open(const char *name, int oflag); //只能用来打开消息队列，不能用来创建消息队列
mqd_t mq_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, struct mq_attr *attr);
参数：
name ： 某个消息队列的名字
1. 必须以/开头，并且后续不能有其它/，形如/somename
2. 长度不能超过NAME_MAX
oflag ： 与open函数类似，可以是O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR、O_CREAT、O_EXCL、O_NONBLOCK等
mode ：如果oflag指定了O_CREAT，需要设置mode
attr : 指定消息队列的属性
Link with -lrt.
返回值：
成功 ： 返回消息队列文件描述符
失败 ： -1
mq_close
功能：
关闭消息队列（并不代表删除一个消息队列，仅仅只是关闭了消息队列描述符，不能再通过描述符去访问消息队列）
原型：
mqd_t mq_close(mqd_t mqdes);
参数：
mqdes : 消息队列描述符
返回值：
成功 ： 0
失败 ： -1
mq_unlink
功能：
删除消息队列（删除一个连接数，当连接数为0的时候，才真正将文件删除）
原型：
mqd_t mq_unlink(const char* name);
参数：
name : 消息队列名字
返回值：
成功 ： 0
失败 ： -1
mq_getattr|mq_setattr
功能：
获取、设置消息队列属性
原型：
int mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr);
int mq_setattr(mqd_t mqdes, const struct mq_attr *newattr, struct mq_attr *oldattr);
参数：
mqdes : 消息队列的描述字
attr ：获取消息队列的属性放到这个结构体中
newattr ： 需要设置的新属性
oldattr ： 返回原来的属性
struct mq_attr {
long mq_flags; /* Flags: 0 or O_NONBLOCK */
long mq_maxmsg; /* Max. # of messages on queue */
long mq_msgsize; /* Max. message size (bytes) */
long mq_curmsgs; /* # of messages currently in queue */
};
返回值：
成功 ： 0
失败 ： -1
Link with -lrt.
mq_send
功能：
发送消息
原型：
int mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int msg_prio);
参数：
mqdes : 消息队列的描述字
msg_ptr ：指向消息的指针
msg_len ： 消息的长度
msg_prio ： 消息的优先级
返回值：
成功 ： 0
失败 ： -1
mq_receive
功能：
接收消息
原型：
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int *msg_prio);
参数：
mqdes : 消息队列的描述字
msg_ptr ：接收消息的指针
msg_len ： 消息的长度(这个长度一定要等于消息队列中每条消息的最大长度)
msg_prio ： 消息的优先级
返回值：
成功 ： 返回接收到的消息字节数
失败 ： -1
注意：
返回指定消息队列中最高优先级的最早消息
mq_notify
功能：
建立或者删除消息到达通知事件（system V没有这个能力，也就是消息队列从空到有消息这样的事件会被通知到某个进程，只要这个进程注册了这种通知事件，就可以被通知）
原型：
int mq_notify(mqd_t mqdes, const struct sigevent *sevp);
参数：
mqdes : 消息队列的描述字
sevp
非空表示当消息到达且消息队列先前为空，那么将得到通知
NULL表示撤销已注册的通知事件
union sigval { /* Data passed with notification */
int sival_int; /* Integer value */
void *sival_ptr; /* Pointer value */
};
struct sigevent {
int sigev_notify; /* Notification method */
int sigev_signo; /* Notification signal */
union sigval sigev_value; /* Data passed with notification */
void (*sigev_notify_function) (union sigval); /* Function used for thread notification (SIGEV_THREAD) */
void *sigev_notify_attributes; /* Attributes for notification thread (SIGEV_THREAD) */
pid_t sigev_notify_thread_id; /* ID of thread to signal (SIGEV_THREAD_ID) */
};
返回值：
成功 ： 0
失败 ： -1
通知方式：
产生一个信号
创建一个线程执行一个指定的函数
注意：
任何时刻只能有一个进程可以被注册为接收某个给定队列的通知
当有一个消息到达某个先前为空的队列，而且已有一个进程被注册为接收该队列的通知时，只有没有任何线程阻塞在该队列的mq_receive调用的前提下，通知才会发出
当通知被发送给它的注册进程时，其注册被撤销。进程必须再次调用mq_nitify以重新注册（如果需要的话），重新注册要放在从消息队列读出消息之前而不是之后
Link with -lrt
POSIX消息队列示例
mq_open.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
int main(int argc, char const *argv[])
{
mqd_t mqid;
mqid = mq_open("/abc", O_CREAT|O_RDWR, 0666, NULL);
if(mqid == (mqd_t)-1)
ERR_EXIT("mq_open");
printf("\n");
mq_close(mqid);
return 0;
}
对于SYSTEM IPC可以使用ipcs查看；对于POSIX IPC,当我们创建一个消息队列后，实际上在系统中已经存在了，存在于一个虚拟的文件系统中，但是这个虚拟的文件系统我们需要挂载到一个目录下才能使用·
man 7 mq_overview
# mkdir /dev/mqueue
# mount -t mqueue none /dev/mqueue
getattr.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
int main(int argc, char const *argv[])
{
mqd_t mqid;
mqid = mq_open("/abc", O_RDONLY);
if(mqid == (mqd_t)-1)
ERR_EXIT("mq_open");
printf("\n");
struct mq_attr mqstat;
int ret = mq_getattr(mqid, &mqstat);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("mq_getattr");
printf("Flags : %ld\n",mqstat.mq_flags);
printf("mq_maxmsg : %ld\n",mqstat.mq_maxmsg);
printf("mq_msgsize : %ld\n",mqstat.mq_msgsize);
printf("mq_curmsgs : %ld\n",mqstat.mq_curmsgs);
mq_close(mqid);
return 0;
}
mq_snd.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
typedef struct str{
char name[32];
int age;
}STU;
int main(int argc, char *argv[])
{
if(argc != 2)
{
fprintf(stderr, "Useage %s prio\n", argv[1]);
exit(EXIT_FAILURE);
}
mqd_t mqid;
mqid = mq_open("/abc", O_WRONLY);
if(mqid == (mqd_t)-1)
ERR_EXIT("mq_open");
printf("mq_open success\n");
STU stu;
strcpy(stu.name, "test");
stu.age = 20;
unsigned prio = atoi(argv[1]);
int ret = mq_send(mqid, (const char*)&stu, sizeof(STU), prio);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("mq_send");
mq_close(mqid);
return 0;
}
m_rcv.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
typedef struct str{
char name[32];
int age;
}STU;
int main(int argc, char *argv[])
{
mqd_t mqid;
mqid = mq_open("/abc", O_RDONLY);
if(mqid == (mqd_t)-1)
ERR_EXIT("mq_open");
printf("mq_open success\n");
STU stu;
memset((void*)&stu, 0, sizeof(STU));
unsigned prio;
struct mq_attr mqstat;
int ret = mq_getattr(mqid, &mqstat);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("mq_getattr");
// Message too long
//int ret = mq_receive(mqid, (char*)&stu, sizeof(STU), &prio);
ret = mq_receive(mqid, (char*)&stu, mqstat.mq_msgsize, &prio);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("mq_receive");
printf("name : %s\n",stu.name);
printf("age : %d\n",stu.age);
printf("prio : %u\n",prio);
mq_close(mqid);
return 0;
}
获取消息时的优先级
./mq_snd 2
./mq_snd 1
./mq_snd 0
./mq_rcv
name : test
age : 20
prio : 2
./mq_rcv
name : test
age : 20
prio : 1
./mq_rcv
name : test
age : 20
prio : 0
./mq_snd 0
./mq_snd 1
./mq_snd 2
./mq_rcv
name : test
age : 20
prio : 2
./mq_rcv
name : test
age : 20
prio : 1
./mq_rcv
name : test
age : 20
prio : 0
mq_notify.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
#include <signal.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
typedef struct str{
char name[32];
int age;
}STU;
mqd_t mqid;
size_t size;
struct sigevent sigev;
void handler_user1(int sig)
{
mq_notify(mqid, &sigev);
STU stu;
memset((void*)&stu, 0, sizeof(STU));
unsigned prio;
int ret = mq_receive(mqid, (char*)&stu, size, &prio);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("mq_receive");
printf("name : %s\n",stu.name);
printf("age : %d\n",stu.age);
printf("prio : %u\n",prio);
}
int main(int argc, char const *argv[])
{
mqid = mq_open("/abc", O_RDONLY);
if(mqid == (mqd_t)-1)
ERR_EXIT("mq_open");
struct mq_attr mqstat;
int ret = mq_getattr(mqid, &mqstat);
if(ret == -1)
ERR_EXIT("mq_getattr");
size = mqstat.mq_msgsize;
signal(SIGUSR1, handler_user1);
//通知方式
sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
//通知信号
sigev.sigev_signo = SIGUSR1;
mq_notify(mqid, &sigev);
for(;;)
pause();
mq_close(mqid);
return 0;
}
mq_unlink.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0)
int main(int argc, char const *argv[])
{
mq_unlink("/abc");
return 0;
}
cat /dev/mqueue/abc
QSIZE:0 NOTIFY:0 SIGNO:10 NOTIFY_PID:5139
NOTIFY : 通知方式
SIGNO ： 当前用那个信号来通知
NOTIFY_PID ： 这种通知会发送给那个进程
