Linux處理序間通訊(System V) --- 訊息佇列

Linux處理序間通訊(System V) --- 訊息佇列
訊息佇列 IPC 原理

訊息佇列是訊息的鏈式隊列，如為訊息佇列的模型。整個訊息佇列有兩種類型的資料結構。

1.msqid_ds 訊息佇列資料結構：描述整個訊息佇列的屬性，主要包括整個訊息佇列的許可權、擁有者、兩個重要的指標(分別指向訊息佇列的第一個訊息和最後一個訊息)。2.msg 訊息佇列資料結構：整個訊息佇列的主體，一個訊息佇列有若干個訊息，每個訊息資料結構的基本成員包括訊息類型、訊息大小、訊息內容指標和下一個訊息資料結構的位置。

訊息佇列還可以基於類型處理，但是，訊息佇列的 FIFO 原則僅僅適用於同類型的訊息。在 Linux 中，對訊息佇列進行了以下規定(不同 Linux 版本的話值可能會不同)：

1.預設情況下，整個系統最多允許有16個訊息佇列。2.每個訊息佇列最大為16384位元組。3.訊息佇列中的每個訊息最大為8192位元組。

這些內容在 /usr/include/linux/msg.h 中進行定義：

#define MSGMNI    16   /* <= IPCMNI */     /* max # of msg queue identifiers */#define MSGMAX  8192   /* <= INT_MAX */   /* max size of message (bytes) */#define MSGMNB 16384   /* <= INT_MAX */   /* default max size of a message queue */

訊息佇列的基本屬性

出於 /usr/include/linux/msg.h 檔案

訊息佇列管理

1.建立訊息佇列：

#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>/* 第一個參數為key值，一般由ftok()函數獲得;第二個參數為存取權限 */int msgget(key_t key, int msgflg);

2.訊息佇列屬性控制

#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>/*  * 第一個參數為訊息佇列ID，由msgget獲得 * 第二個參數為控制指令 * 第三個參數為資料傳遞的載體 */int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

控制指令如下：

3.發送訊息佇列

#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>/* * 第一個參數為訊息佇列ID * 第二個參數 msgp 指向定義的緩衝區 * 第三個參數為發送訊息的大小 * 第四個參數一般高為0，阻塞調用進程 */int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

4.從訊息佇列接收訊息

#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>/* * 第一個參數為訊息佇列ID * 第二個參數為臨時訊息資料結構，用於儲存訊息 * 第三個參數為接收訊息的大小 * 第四個參數用於指定請求的訊息類型 * 第五個參數一般設定為0，阻塞調用進程  */ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);

其中訊息資料結構應定義如下：

/* From /usr/include/linux/msg.h */struct msgbuf {    long mtype;         /* 訊息類型 */    char mtext[1];      /* 儲存訊息位置，需要重新定義 */};

訊息佇列應用執行個體

建立兩個進程，使用訊息佇列進行通訊，一個進程發送訊息，另一個進程接收訊息。

發送端：

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>#include <stdlib.h>#include <string.h>struct msgbuf {    long mtype;           char mtext[50];    };int main(){    int key, msg_id;    static struct msgbuf buf;    key = ftok(".", 1);    msg_id = msgget(key, IPC_CREAT | 0600);    /* 設定訊息的類型 */    buf.mtype = 1;    while(1){        fgets(buf.mtext, 50, stdin);        /* 輸入quit退出進程，並刪除隊列 */        if(!strncmp(buf.mtext, "quit", 4)){            msgctl(msg_id, IPC_RMID, 0);            exit(0);        }        /* 將訊息發送到隊列 */        msgsnd(msg_id, (void *)&buf, sizeof(buf), 0);    }    return 0;}

接收端：

#include <stdio.h>#include <sys/types.h>#include <sys/ipc.h>#include <sys/msg.h>struct msgbuf {    long mtype;           char mtext[50];    };int main(){    int key, msg_id;    static struct msgbuf buf;    key = ftok(".", 1);    msg_id = msgget(key, IPC_CREAT | 0600);    /* 設定訊息類型 */    buf.mtype = 1;    while(1){        /* 從訊息佇列接收訊息 */        msgrcv(msg_id, (void*)&buf, sizeof(buf), buf.mtype, 0);                printf("Recv msg : %s \n", buf.mtext);    }    return 0;}

運行結果：