Linux进程通信(System V)第三节------>msg queue消息队列
发布时间：2014-09-05 16:23:37作者：知识屋
一.简介
目前主要有两种类型的消息队列：POSIX消息队列以及系统V消息队列,系统V消息队列目前被大量使用。考虑到程序的可移植性，新开发的应用程序应尽量使用POSIX消息队列。
消息队列是内核创建的一个数据结构，是有标识的！
对于有读写权限的进程来说哦，所以可以通过对共享的消息进程的读写实现不同进程之间的通信！
关于消息队列的数据结构：
#include<sys/msg.h>
structmsqid_ds //!> msg queue id dscription ( 消息队列状态描述符 )
{
structipc_perm msg_perm; //!> 读写perms
structmsg * msg_first; //!> 队列中的第一个msg， 对于内存的存储而言的，对用户使用没有意义
structmsg * msg_last; //!> 队列中的最后一个msg ，对于内存的存储而言的，对用户使用没有意义
msglen_t msg_cbytes; //!> 当前的队列中的bytes
msgunum_t msg_qnum; //!> 当前的队列中的message
msglen_t msg_qbytes; //!> 队列中最大允许的bytes
pid_t msg_lspid; //!> 最后一个发送msg的pid
pid_t msg_lrpid; //!> 最后一个接收msg的pid
time_t msg_stime; //!> 最后一个msg发送时间
time_t msg_rtime; //!> 最后一个msg收到时间
time_t msg_ctime; //!> 最后一个msg控制时间( time of last magctl())
};
消息队列的创建：函数---> msgget():可以创建或者访问一个已经存在的queue
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
int msgget(key_t key, int flag); //!> 返回值就是操作句柄
//!> key 可以是ftok()函数的返回值或者IPC_PRIVATE
//!> flag也是读写权限(一般是：IPC_CREAT或者IPC_CREAT |IPC_EXCL)
注意创建的一个队列后的msqid_ds的初始化参数是：
msg_perm的uid和cuid是当前进程的有效用户id；gid和cgid为当前进程的有效组id
msg_ctime是当前时间
msg_qbytes:为系统限制值
其余的值都是0
关于队列的操作：
>>>>>
int msgsnd(int msqid, const void * ptr, size_t mbytes, int flag );
//!> 参数：msqid:msgget()的返回值；ptr：是一个结构体的指针structmsgbuf { long mtype; char mtext[1] };
//!> flag:可以指定为：IPC_NOWAIT，。。。
>>>>>
int msgrcv(int msqid, void * ptr, size_t nbytes, long type, int flag );
//!> 参数：ptr;接收到的消息的储存的位置
//!> type:希望从队列获取什么样内容的消息=0:返回第一个消息；>0 : 返回类型为type的第一个消息；<0:返回类型值小于或等于type参数的绝对值的消息中类型值中最小的第一个消息
>>>>>
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds * buff );
可以完成的操作：
IPC_RMID:
删除指定队列的所有数据，只能由两种进程执行，第一个：
用户有效ID为 msg_perm.cuid或者msg_perm.uid
第二个：超级用户权限进程
IPC_SET:
按照buff值设置msg_perm.uid, msg_perm.gid, msg_perm.mode,
msg_qbytes四个字段，执行进程同上面
IPC_STAT:
取队列中msqid_ds结构值放到buff中
二.
ftok()函数简介：
系统建立IPC通讯（如消息队列、共享内存时）必须指定一个ID值。通常情况下，该id值通过ftok函数得到。
ftok原型如下：
key_t ftok( char * name, int id )
fname就时你指定的文件名，id是子序号。
在一般的UNIX实现中，是将文件的索引节点号取出，前面加上子序号得到key_t的返回值。
查询文件索引节点号的方法是： ls -i
当删除重建文件后，索引节点号由操作系统根据当时文件系统的使用情况分配，因此与原来不同，所以得到的索引节点号也不同。
如果要确保key_t值不变，要目确保ftok的文件不被删除，要么不用ftok，指定一个固定的key_t值。
同一段程序，用于保证两个不同用户下的两组相同程序获得互不干扰的IPC键值。
由于etc/config.ini（假定）为应用系统的关键配置文件，因此不存在被轻易删除的问题——即使被删，也会很快被发现并重建（此时应用系统也将被重起）。
ftok()的设计目的也在于此.
三.
#include <stdlib.h>
#include<string.h>
#include <stdio.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/stat.h>
#define MSG_FILE "server.c" //!> 仅仅是创建的path而已
#define BUFFER 255
#define PERM S_IRUSR | S_IWUSR
typedef struct dataType
{
long mID;
char buffer[BUFFER + 1];
}dataType;
struct msgtype
{
long mtype;
dataType mdata;
};
int main()
{
structmsgtype msg;
key_t key; //!> 每个queue都有一个自己的KEY作为标志
int msgid; //!>
if( ( key =ftok( MSG_FILE, 'a' ) ) == -1) //!> when fail
{ //!>注意'a'相当于是一个标志码而已
fprintf( stderr, "Create Key error...: %s /n", strerror( errno ));
exit( EXIT_FAILURE );
}
if( ( msgid= msgget( key, PERM | IPC_CREAT | IPC_EXCL ) ) == -1)//!> 创建 msg queue
{
fprintf( stderr, "Create Msg error...: %s /n", strerror( errno ));
exit( EXIT_FAILURE );
}
printf("/nMsg id = %d /n", msgid);
//!>注意此处的flag都是简单处理为0
while( 1) //!> 接收
{
msgrcv( msgid, &msg, sizeof( struct msgtype ), 1, 0);
//!> 我们可以知道type=1，所以可以知道在client中的msg标志就是1
//!> ( 必须的，我们等一下可以使用进程ID的处理 )
fprintf( stderr, "Server receive: %s /n", msg.mdata.buffer); //!>
msg.mtype = msg.mdata.mID;
//!> 注意此处的ID必须要换成data中客户端进程的ID( 不然客户端无法识别!!!!!!!)
sprintf( msg.mdata.buffer, " %d 客户端接收的回馈！",(int)msg.mtype );
//!> 注意server的回馈msg已经改变
msgsnd( msgid, &msg, sizeof( struct msgtype ), 0); //!> 回发送给client
}
exit( 0);
}
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/stat.h>
#include <stdio.h>
#define MSG_FILE "server.c"
#define BUFFER 255
#define PERM S_IRUSR | S_IWUSR
typedef struct dataType
{
long mID;
char buffer[BUFFER + 1];
}dataType;
struct msgtype
{
long mtype;
dataType mdata;
};
int main( int argc, char ** argv)
{
structmsgtype msg;
key_t key;
int msgid;
if( argc !=2) //!> 需要输入一个字符串作为参数
{
fprintf( stderr, "Usage: %s string ./n", argv[0] );
exit( EXIT_FAILURE );
}
if( ( key =ftok( MSG_FILE, 'a' ) ) == -1) //!> 获得这个Key
{
fprintf( stderr, "Create Key error...: %s /n", strerror( errno ));
exit( EXIT_FAILURE );
}
if( ( msgid= msgget( key, PERM ) ) == -1) //!>获得queue的ID
{
fprintf( stderr, "Create Msg error...:%s /n", strerror( errno ));
exit( EXIT_FAILURE );
}
msg.mtype =1; //!>注意此处的type需要与server中匹配
msg.mdata.mID =getpid(); //!> my ID
strncpy(msg.mdata.buffer, argv[1], BUFFER); //!> 获得命令行参数而已
msgsnd(msgid, &msg, sizeof( struct msgtype ), 0); //!> 发送给server
memset(&msg, '/0', sizeof( struct msgtype ));
msgrcv(msgid, &msg, sizeof( struct msgtype ), getpid(), 0);
//!>获得server的反馈( 注意type是自己的ID，所以就是server的发送msg中带的 )
fprintf(stderr, "Client receive: %s /n", msg.mdata.buffer); //!> 注意只接受自己ID的msg！！！
exit(EXIT_SUCCESS );
}
2.运行
./s& //!> server 后台
./cILOVEYOU //!> 参数是字符串
if是多客户操作：for i in 1 2 3 4 5; do ./c sss &done //!> 注意 sss 是参数而已
3.注意：
<1>：
client对于server的发送的标志是一样的才是可以的！
因为server不可以识别多个未知的client，但是对于server的反馈而言可以根据client的ID
也就是client的接受可以根据自己的进程ID来进行不同的接受( 在网络环境下可以根据Socket套接字接受)
<2>：
注意对于msg queue 而言：必须有一个这样的数据结构：
struct msgtype
{
long mtype;
dataType mdata; //!> 注意此处的不一定只是char*，可以是自己定义的
}; //!> 但是整体的格式必须的，主要是long这个标志是必需的！！！
typedef struct dataType
{
long mID;
char buffer[BUFFER + 1];
}dataType;
注意：对于cs模式而言，server和client必须是打开同一个queue才是OK的，所以需要有相同的操作就是：
if( ( key = ftok( MSG_FILE, 'a' ) ) == -1) //!> 获得相同的Key
...
获得了相同的KEY后，对于msgget的操作(也就是打开文件，自己随便...)
摘自shanshanpt的专栏
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