Linux下進程通訊消息隊列

?MQ(message queue)，從字面意思上看，本質是個隊列，FIFO 先入先出，只不過隊列中存放的內容是message 而已。MQ 是在消息的傳輸過程中保存消息的容器。多用于分布式系統之間進行通信。

消息隊列與 FIFO 很相似，都是一個隊列結構，都可以有多個進程往隊列里面寫信息，多個進程從隊列中讀取信息。

1.查看消息隊列命令

??1.查看消息隊列：ipcs -q

[wbyq@wbyq ~]$ ipcs -q

--------- 消息隊列 -----------
鍵        msqid      擁有者  權限     已用字節數 消息      
0xb8104ad9 1          wbyq       644        0            0           
0xd2350093 2          wbyq       666        208          2  

??2.查看消息隊列限制信息：ipcs -lq

[wbyq@wbyq ~]$ ipcs -lq

---------- 消息限制 -----------
系統最大隊列數量 = 32000
最大消息尺寸 (字節) = 8192
默認的隊列最大尺寸 (字節) = 16384

??3.查看消息隊列詳細信息：ipcs -q -i

[wbyq@wbyq ~]$ ipcs -q -i 2

消息隊列 msqid=2
uid=1000	gid=1000	cuid=1000	cgid=1000	模式=0666
cbytes=208	qbytes=16384	qnum=2	lspid=10177	lrpid=10175
發送時間=Thu Apr 28 11:56:08 2022  
接收時間=Thu Apr 28 11:56:08 2022  
更改時間=Thu Apr 28 11:49:04 2022  

??4.創建消息隊列：ipcmk -Q

[wbyq@wbyq ~]$ ipcmk -Q
消息隊列 id：4
[wbyq@wbyq ~]$ ipcs -q

--------- 消息隊列 -----------
鍵        msqid      擁有者  權限     已用字節數 消息      
0xb8104ad9 1          wbyq       644        0            0           
0xd2350093 2          wbyq       666        208          2           
0x05ae2c01 4          wbyq       644        0            0        

5.刪除信號量：ipcrm -q

[wbyq@wbyq ~]$ ipcrm -q 4
[wbyq@wbyq ~]$ ipcs -q
--------- 消息隊列 -----------
鍵        msqid      擁有者  權限     已用字節數 消息      
0xb8104ad9 1          wbyq       644        0            0           
0xd2350093 2          wbyq       666        208          2    

2.相關函數

#include 
#include 
#include 
int msgget(key_t key, int msgflg);
函數功能：創建消息隊列
形參：key 鍵值，ftok產生
? ? ?msgflg?標志 IPC_CREAT|0666
返回值：失敗返回-1，成功返回msqid
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
函數功能： 將消息添加到隊列中
形參：msqid msgget函數返回值
???msgp 消息內容數據，一般以結構體類型填充
??????struct msgbuf {
????????????long mtype; /* 消息類型, 必須 > 0 */
????????????char mtext[1]; /消息數據/
????????????};
??????注意：struct msgbuf必須自己重寫，第一個參數long mtype必須指定，且>0，其他類型自定義
???msgsz 消息字節數，大小為：sizeof(struct msgbuf)-sizeof(mtype);
???msgflg 0當隊列滿時阻塞，直到消息寫入成功
??????IPC_NOWAIT 當隊列滿時不阻塞，立刻返回
??????IPC_NOERROR 若發送的消息大于 size 字節，則把該消息截斷，截斷部分將被丟棄，且不通知發送進程。
返回值：成功返回0，失敗返回-1；
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
函數功能：從隊列中取出消息
形參：msqid msgget函數返回值
???msgp 存放讀取到的消息內容
???msgsz 消息字節數，大小為：sizeof(struct msgbuf)-sizeof(mtype);
???msgtyp 消息類型：
???????>0 接收對列中的第 1 個類型等于 msgtyp 的消息
???????==0 取出消息隊列中的第一條消息
???????<0 接收其類型小于或等于 msgtyp 絕對值的第 1 個最低類型消息
???msgflg 0 當隊列空時阻塞，或者消息類型不匹配時阻塞
?????? IPC_NOWAIT 不阻塞，立刻返回
?????? IPC_NOERROR 若發送的消息大于 size 字節，則把該消息截斷，截斷部分將被丟棄，且不通知發送進程。
返回值：成功返回讀取的字節數，失敗返回-1；
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
函數功能：控制函數
形參：msqid msgget函數返回值
???cmd 通常為 IPC_RMID 表示刪除消息隊列。
當刪除消息隊列時，則buf填NULL即可；

3.示例

??(1)創建消息隊列，添加消息到隊列

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
struct msgbuf
{
	long mtype;//消息類型，必須>0
	int cnt;
	char buff[100];
};
int main(int argc,char *argv[])
{
	if(argc!=4)
	{
		printf("格式:./app <消息類型> <消息數據> <消息內容>\n");
		return 0;
	}
    key_t key=ftok("msgsnd.c", 1234);//生成鍵值
	if(key==-1)
	{
		printf("生成鍵值失敗err=%s\n",strerror(errno));
		return 0;
	}
	printf("key=%#x\n",key);
	int msqid=msgget(key,IPC_CREAT|0666);//創建消息隊列
	if(msqid==-1)
	{
		printf("創建消息隊列失敗err=%s\n",strerror(errno));
		return 0;
	}
	printf("msqid=%d\n",msqid);
	struct msgbuf msg;
	msg.mtype=atoi(argv[1]);//消息類型
	msg.cnt=atoi(argv[2]);//消息數據
	strcpy(msg.buff,argv[3]);//消息內容
	int msg_size=sizeof(msg)-sizeof(long);//消息大小，總大小-消息類型大小
	/*添加消息到隊列*/
	int size=msgsnd(msqid,&msg,msg_size,0);
	if(size==-1)
	{
		printf("寫入消息失敗err=%s\n",strerror(errno));
	}
	else printf("消息寫入成功\n");
	return 0;
}  

??(2)從隊列中取消息

#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
#include 
struct msgbuf
{
	long mtype;//消息類型，必須>0
	int cnt;
	char buff[100];
};
int main(int argc,char *argv[])
{
	if(argc!=2)
	{
		printf("格式:./app <消息類型>\n");
		return 0;
	}
    key_t key=ftok("msgsnd.c", 1234);//生成鍵值
	if(key==-1)
	{
		printf("生成鍵值失敗err=%s\n",strerror(errno));
		return 0;
	}
	printf("key=%#x\n",key);
	int msqid=msgget(key,IPC_CREAT|0666);//創建消息隊列
	if(msqid==-1)
	{
		printf("創建消息隊列失敗err=%s\n",strerror(errno));
		return 0;
	}
	printf("msqid=%d\n",msqid);
	struct msgbuf msg;
	int msg_size=sizeof(msg)-sizeof(long);//消息大小
	long msgtyp=atoi(argv[1]);//要寫讀取的消息類型
	//從消息隊列中取數據
	ssize_t size=msgrcv(msqid,&msg,msg_size,msgtyp,0);
	if(size==-1)
	{
		printf("讀取消息失敗err=%s\n",strerror(errno));
	}
	else 
	{
		printf("------------讀取消息成功size:%ld----------------\n",size);
		printf("\tmtype=%ld\n",msg.mtype);
		printf("\tcnt=%d\n",msg.cnt);
		printf("\tbuff=%s\n",msg.buff);
	}
	return 0;
}  

??(3)運行效果