进程间通信之消息队列
什么是消息队列
消息队列提供了一种从一个进程向另一个进程发送一个数据块的方法。 每个数据块都被认为含有一个类型，接收进程可以独立地接收含有不同类型的数据结构。我们可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题。但是消息队列与命名管道一样，每个数据块都有一个最大长度的限制。
相关接口函数
ftok函数
头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
函数原型
key_t ftok( const char * fname, int id )
参数
fname就是你指定的文件名（已经存在的文件名）。
id是子序号。虽然是int类型，但是只使用8bits(1-255）。
返回值
当成功执行的时候，一个key_t值将会被返回，否则 -1 被返回。
msgrcv/msgsnd函数
头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
函数原型
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
参数
msqid：消息队列的识别码。
msgp：指向消息缓冲区的指针，此位置用来暂时存储发送和接收的消息，是一个用户可定义的通用结构，形态如下
struct msgbuf {
long mtype; /* 消息类型，必须 > 0 */
char mtext[1]; /* 消息文本 */
};
msgsz：消息的大小。
msgtyp：消息类型
msgtyp等于0 则返回队列的最早的一个消息。
msgtyp大于0，则返回其类型为mtype的第一个消息。
msgtyp小于0,则返回其类型小于或等于mtype参数的绝对值的最小的一个消息。
msgflg：用来指明核心程序在队列没有数据的情况下所应采取的行动。如果msgflg和常数IPC_NOWAIT合用，则在msgsnd()执行时若是消息队列已满，则msgsnd()将不会阻塞，而会立即返回-1，如果执行的是msgrcv()，则在消息队列呈空时，不做等待马上返回-1，并设定错误码为ENOMSG。当msgflg为0时，msgsnd()及msgrcv()在队列呈满或呈空的情形时，采取阻塞等待的处理模式。
返回值
成功执行时，msgsnd()返回0，msgrcv()返回拷贝到mtext数组的实际字节数。失败两者都返回-1
msgctl 函数
头文件
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
函数原型
int msgctl ( int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf );
参数
msgctl 系统调用对 msgqid 标识的消息队列执行 cmd 操作，系统定义了 3 种 cmd 操作： IPC_STAT , IPC_SET , IPC_RMID
IPC_STAT : 该命令用来获取消息队列对应的 msqid_ds 数据结构，并将其保存到 buf 指定的地址空间。
IPC_SET : 该命令用来设置消息队列的属性，要设置的属性存储在buf中。
IPC_RMID : 从内核中删除 msqid 标识的消息队列。
返回值
成功返回0，失败返回-1
实例
工程文件：
comm.h：封装所需的函数声明
comm.c：函数的实现
sever.c：服务端
client.c：客户端
代码：
comm.h
//comm.h
#pragma once
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#define _PROJ_NAME_ "./tmp"
#define _PROJ_ID 0x666
#define _SIZE_ 1024
#define _SEVER_TYPE_ 1
#define _CLIENT_TYPE_ 2
struct msgbuf {
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[_SIZE_]; /* message data */
};
int create_msg_queue();
int get_msg_queue(); //for client
int destroy_msg_queue(int msg_id);
int send_msg(int msg_id, int t, const char* msg);
int recv_msg(int msg_id, int t, char* out);comm.c
//comm.c
#include "comm.h"
//#define _SEVER_TYPE_ 1
//#define _CLIENT_TYPE_ 2
static int comm_msg_queue(int flag) //for sever
{
key_t _key = ftok(_PROJ_NAME_, _PROJ_ID);
if(_key < 0)
{
perror("ftok");
return -1;
}
int msg_id = msgget(_key, flag);
if(msg_id < 0)
{
perror("msgget");
return -2;
}
return msg_id;
}
int create_msg_queue()
{
int flag = IPC_CREAT | IPC_EXCL | 0644;
return comm_msg_queue(flag);
}
int get_msg_queue() //for client
{
int flag = IPC_CREAT;
return comm_msg_queue(flag);
}
int destroy_msg_queue(int msg_id)
{
int ret = msgctl(msg_id, IPC_RMID, NULL);
if(ret < 0)
{
perror("msgctl");
return -1;
}
return 0;
}
int send_msg(int msg_id, int t, const char* msg)
{
struct msgbuf _buf;
_buf.mtype = t;
strncpy(_buf.mtext, msg, strlen(msg)+1);
int ret = msgsnd(msg_id, &_buf, strlen(_buf.mtext)+1, 0);
if(ret < 0)
{
perror("msgsend");
return -1;
}
return 0;
}
int recv_msg(int msg_id, int t, char* out)
{
struct msgbuf _buf;
_buf.mtype = t;
int ret = msgrcv(msg_id, &_buf, sizeof(_buf.mtext), t, 0);
if(ret < 0)
{
perror("msgrcv");
return -1;
}
strcpy(out, _buf.mtext);
return 0;
}sever.c
//sever.c
#include "comm.h"
//#define _SEVER_TYPE_ 1
//#define _CLIENT_TYPE_ 2
int main()
{
int msg_id = create_msg_queue();
char buf[_SIZE_];
while(1)
{
memset(buf, ‘\0‘, sizeof(buf));
sleep(10);
recv_msg(msg_id, _CLIENT_TYPE_, buf);
printf("client -> sever : %s \n", buf);
if(strncmp("quit", buf, strlen(buf)) == 0)
{
break;
}
printf("please enter: ");
fflush(stdout);
int size = read(0, buf, sizeof(buf)-1);
buf[size-1] = ‘\0‘;
send_msg(msg_id, _SEVER_TYPE_, buf);
if(strncmp("quit", buf, strlen(buf)) == 0)
{
break;
}
}
destroy_msg_queue(msg_id);
return 0;
}client.c
//client.c
#include "comm.h"
//#define _SEVER_TYPE_ 1
//#define _CLIENT_TYPE_ 2
int main()
{
int msg_id = get_msg_queue();
char buf[_SIZE_];
while(1)
{
printf("please enter: ");
fflush(stdout);
int size = read(0, buf, sizeof(buf)-1);
buf[size-1] = ‘\0‘;
send_msg(msg_id, _CLIENT_TYPE_, buf);
if(strncmp("quit", buf, strlen(buf)) == 0)
{
break;
}
memset(buf, ‘\0‘, sizeof(buf));
recv_msg(msg_id, _SEVER_TYPE_, buf);
printf("sever -> client : %s \n", buf);
if(strncmp("quit", buf, strlen(buf)) == 0)
{
break;
}
}
destroy_msg_queue(msg_id);
return 0;
}程序说明：程序运行后服务端会创建一个消息队列，运行客户端可以发送消息给服务端，服务端收到消息后也可以发送消息给客户端，客户端收到消息后又可以给服务端发消息，以此反复，直到客户端或者服务端发送“quit”字符串后，服务端和客户端均结束程序。
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