1. SystemV消息隊列簡介

消息隊列，顧名思義即是存放消息的隊列，內核為每個SystemV 維護了一個msg_queue的結構體，里面記錄了每個消息隊列的信息。

struct msg_queue {structkern_ipc_perm q_perm; // 權限相關time_tq_stime; /* 上一次 msgsnd時間 */time_tq_rtime; /* 上一次 msgrcv時間 */time_tq_ctime; /* 屬性變化時間 */unsignedlong q_cbytes; /* 隊列當前字節總數 */unsignedlong q_qnum; /* 隊列當前消息總數 */unsignedlong q_qbytes; /* 一個消息隊列允許最大字節數 */pid_tq_lspid; /* 上一個調用msgsnd的進程ID */pid_tq_lrpid; /* 上一個調用msgrcv的進程ID */structlist_head q_messages;structlist_head q_receivers;structlist_head q_senders; };

消息隊列存儲消息的結構體需要用戶自定義，且第一個字段必須是long類型。雖然誕生已久，但是systemV支持優先級隊列和FIFO這一點確實是挺強大的，缺點也很明顯，不支持IO多路復用。一般大型的MQ開發很少用到SystemV mq，因為存在很多限制，比如系統能夠創建的消息隊列個數有限，單條消息大小受限，單個消息隊列里面消息個數受限等等。即便如此還是需要學習一下systemV消息隊列，以后自己做相關的開發可以借鑒相關的設計思路。

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2. API接口

2. 1 創建或獲取消息隊列ID

#include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h>/** * @brief 創建或獲取消息隊列ID * * @params key 標識符，整形變量，三種方式，固定值，IPC_PRIVATE,ftok生成 * @params msgflg,標志位，IPC_CREAT and IPC_EXCL * * @returns 成功返回消息隊列ID，失敗返回-1 */int msgget(key_t key, int msgflg);

2.2 寫消息

/** * @brief 發送消息 * * @params msqid 消息隊列ID * @params msgp 待發送消息的地址，類型需要自定義且第一個元素為long類型 * @params msgsz 消息大小 * @params msgflg 標志位，IPC_NOWAIT，未指定情況下，如果消息隊列空間滿，默認阻塞，設置此標志位則立即返回。* @returns 成功返回消息隊列ID，失敗返回-1 */int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

2.3 讀消息

/** * @brief 發送消息 * * @params msqid 消息隊列ID * @params msgp 接收消息的緩存，需要和發送方約定好結構體 * @params msgsz 接收消息最大長度，不包括消息類型字段 * @params msgtyp 要接收的消息類型。 >0分為兩種情況，如果設置了MSG_EXCEPT，從消息隊列中取出第一條消息類型相同的消息。 否則，取出第一條消息類型不同的消息。 =0相當于先入先出，最早進入消息隊列的消息被取出。 <0相當于優先級隊列，取出值小于或等于msgtyp絕對值的第一條消息* @params msgflg 標志位，IPC_NOWAIT，MSG_EXCEPT，MSG_NOERROR(消息過長時是否截斷)* @returns 成功返回接收到的消息內容長度，失敗返回-1 */ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

2.4 消息隊列其它控制操作

/** * @brief 控制操作 * * @params msqid 消息隊列ID * @params cmd 控制命令類型 IPC_STAT 獲取或設置消息隊列的屬性 IPC_SET 設置權限相關屬性 IPC_RMID 刪除消息隊列，釋放消息隊列中的所有消息* @returns 成功返回0，失敗返回-1 */int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

3. 示例

下面是一個簡單的消息隊列例子，分為讀消息和寫消息兩個部分。

3.1讀取

// 讀取消息隊列#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/msg.h> #include <sys/ipc.h> #include <string.h>// 消息結構體，第一個元素必須是消息類型 struct msg{long mtype; // 消息類型char data[1024]; // 數據 };int main() {int mq_id = 0;key_t key = 1357; // 標識符，三種方式，固定值，IPC_PRIVATE,ftok生成ssize_t msg_size;struct msg message={0};// 創建或獲取消息隊列mq_id = msgget(key, IPC_CREAT);if (mq_id == -1){printf("create mq error");return mq_id;}// 循環監聽消息隊列while (1){// 阻塞監聽所有消息類型的消息msg_size = msgrcv(mq_id, (void *)&message, sizeof(message), 0, 0); if (msg_size != -1){printf("read msg type:%ld, data:%s\n", message.mtype, message.data);}memset(&message,0,sizeof(message));}return 0; }

3.2 寫入

#include <stdio.h> #include <sys/types.h> #include <sys/ipc.h> #include <sys/msg.h> #include <stdlib.h> #include <string.h>// 消息結構體，第一個元素必須是消息類型 struct msg{long mtype; // 消息類型char data[1024]; // 數據 };int main(int argc, char** argv) {if (argc < 3){printf("invalid param, please input msg type and data\n");printf("Usage: ./mq_write type data\n");return -1;}int mq_id = 0;key_t key = 1357; // 標識符，三種方式，固定值，IPC_PRIVATE,ftok生成// 創建或獲取消息隊列mq_id = msgget(key, IPC_CREAT);if (mq_id == -1){printf("create mq error\n");return mq_id;}struct msg message;message.mtype = strtol(argv[1],NULL,0);strcpy(message.data, argv[2]);// 發送消息if (msgsnd(mq_id, (const void*)&message, sizeof(message), 0) == 0){printf("send message succ\n");}else{printf("send message error\n");}return 0; }

3.3 編譯&運行

gcc -o mq_read mq_read.c gcc -o mq_wirte mq_write.c

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4. 注意事項

4.1??消息隊列限制

MSGMAX 單條消息大小有限 cat /proc/sys/kernel/msgmaxMSGMNI 消息隊列總個數有限 cat /proc/sys/kernel/msgmniMSGMNB 單個消息隊列最大大小 cat /proc/sys/kernel/msgmnb

5. 參考資料

1.?https://man7.org/linux/man-pages/man2/msgsnd.2.html

2. 《Linux環境編程 從應用到內核》

3. 《Unix網絡編程 卷二 進程間通信》

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總結

以上是生活随笔為你收集整理的Linux进程间通信二 System V 消息队列简介与示例的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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