进程间通信之深入消息队列的详解
本文导语: 最近在Hi3515上调试Qt与DVR程序,发现他们之间使用消息队列通信的,闲暇之余,就总结了一下消息队列,呵呵,自认为通俗易懂,同时,在应用中也发现了消息队列的强大之处。 关于线程的管理(互斥量和条件变量)见...
最近在Hi3515上调试Qt与DVR程序,发现他们之间使用消息队列通信的,闲暇之余,就总结了一下消息队列,呵呵,自认为通俗易懂,同时,在应用中也发现了消息队列的强大之处。
关于线程的管理(互斥量和条件变量)见:Linux线程管理必备:解析互斥量与条件变量的详解
一、消息队列的特点
1.消息队列是消息的链表,具有特定的格式,存放在内存中并由消息队列标识符标识.
2.消息队列允许一个或多个进程向它写入与读取消息.
3.管道和命名管道都是通信数据都是先进先出的原则。
4.消息队列可以实现消息的随机查询,消息不一定要以先进先出的次序读取,也可以按消息的类型读取.比FIFO更有优势。
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。系统V消息队列是随内核持续的,只有在内核重起或者人工删除时,该消息队列才会被删除。
二、相关函数
1. 获得key值
key_t ftok(char *pathname, int projid)
#include
#include
参数:
pathname:文件名(含路径),通常设置为当前目录“.” 比如projid为'a',则为"./a"文件
projid:项目ID,必须为非0整数(0-255).
2. 创建消息队列
int msgget(key_t key, int msgflag)
#include
#include
#include
功能:
用于创建一个新的或打开一个已经存在的消息队列,此消息队列与key相对应。
参数:
key:函数ftok的返回值或IPC_PRIVATE。
msgflag:
IPC_CREAT:创建新的消息队列。
IPC_EXCL:与IPC_CREAT一同使用,表示如果要创建的消息队列已经存在,则返回错误。
IPC_NOWAIT:读写消息队列要求无法满足时,不阻塞。
返回值:
调用成功返回队列标识符,否则返回-1.
在以下两种情况下,将创建一个新的消息队列:
1、如果没有与键值key相对应的消息队列,并且msgflag中包含了IPC_CREAT标志位。
2、key参数为IPC_PRIVATE。
3. 消息队列属性控制
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf)
功能:
对消息队列进行各种控制操作,操作的动作由cmd控制。
参数:
msqid:消息队列ID,消息队列标识符,该值为msgget创建消息队列的返回值。
cmd:
IPC_STAT:将msqid相关的数据结构中各个元素的当前值存入到由buf指向的结构中.
IPC_SET:将msqid相关的数据结构中的元素设置为由buf指向的结构中的对应值.
IPC_RMID:删除由msqid指示的消息队列,将它从系统中删除并破坏相关数据结构.
buf:消息队列缓冲区
struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm; /* Ownership and permissions*/
time_t msg_stime; /* Time of last msgsnd() */
time_t msg_rtime; /* Time of last msgrcv() */
time_t msg_ctime; /* Time of last change */
unsigned long __msg_cbytes; /* Current number of bytes in queue (non-standard) */
msgqnum_t msg_qnum; /* Current number of messages in queue */
msglen_t msg_qbytes; /* Maximum number of bytesallowed in queue */
pid_t msg_lspid; /* PID of last msgsnd() */
pid_t msg_lrpid; /* PID of last msgrcv() */
};
struct ipc_perm {
key_t key; /* Key supplied to msgget() */
uid_t uid; /* Effective UID of owner */
gid_t gid; /* Effective GID of owner */
uid_t cuid; /* Effective UID of creator */
gid_t cgid; /* Effective GID of creator */
unsigned short mode; /* Permissions */
unsigned short seq; /* Sequence number */
};
4.发送信息到消息队列
int msgsnd(int msqid, struct msgbuf *msgp, size_t msgsz, int msgflag)
#include
#include
#include
功能:
将新消息添加到队列尾端,即向消息队列中发送一条消息。
参数:
msqid:已打开的消息队列id
msgp:存放消息的结构体指针。
msgflag:函数的控制属性。
消息结构msgbuf为:
struct msgbuf
{
long mtype;//消息类型
char mtext[1];//消息正文,消息数据的首地址,这个数据的最大长度为8012吧,又可把他看成是一个结构,也有类型和数据,recv时解析即可。
}
msgsz:消息数据的长度。
msgflag:
IPC_NOWAIT: 指明在消息队列没有足够空间容纳要发送的消息时,msgsnd立即返回。
0:msgsnd调用阻塞直到条件满足为止.(一般选这个)
5. 从消息队列接收信息
ssize_t msgrcv(int msqid, struct msgbuf *msgp, size_t msgsz, long msgtype, int msgflag)
#include
#include
#include
功能:
从队列中接收消息
参数:
msqid:已打开的消息队列id
msgp:存放消息的结构体指针。msgp->mtype与第四个参数是相同的。
msgsz:消息的字节数,指定mtext的大小。
msgtype:消息类型,消息类型 mtype的值。如果为0,则接受该队列中的第一条信息,如果小于0,则接受小于该值的绝对值的消息类型,如果大于0,接受指定类型的消息,即该值消息。
msgflag:函数的控制属性。
msgflag:
MSG_NOERROR:若返回的消息比nbytes字节多,则消息就会截短到nbytes字节,且不通知消息发送进程.
IPC_NOWAIT:调用进程会立即返回.若没有收到消息则返回-1.
0:msgrcv调用阻塞直到条件满足为止.
在成功地读取了一条消息以后,队列中的这条消息将被删除。
三、相关例子
例1:消息队列之简单收发测试
#include
#include
#include
#include
#include
struct msg_buf{
int mtype;//消息类型
char data[255];//数据
};
int main(int argc, char *argv[])
{
key_t key;
int msgid;
int ret;
struct msg_buf msgbuf;
//获取key值
key = ftok(".", 'a');
printf("key = [%x]n", key);
//创建消息队列
msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0666);/*通过文件对应*/
if(msgid == -1)
{
printf("creat errorn");
return -1;
}
//以当前进程类型,非阻塞方式发送"test data"到消息队列
msgbuf.mtype = getpid();
strcpy(msgbuf.data, "test data");
ret = msgsnd(msgid, &msgbuf, sizeof(msgbuf.data), IPC_NOWAIT);
if(ret == -1)
{
printf("send message errn");
return -1;
}
//以非阻塞方式接收数据
memset(&msgbuf, 0, sizeof(msgbuf));
ret = msgrcv(msgid, &msgbuf, sizeof(msgbuf.data), getpid(), IPC_NOWAIT);
if(ret == -1)
{
printf("receive message errn");
return -1;
}
printf("receive msg = [%s]n", msgbuf.data);
return 0;
}
例2:进程间消息队列通信
#include
#include
#include
#include
#include
#include
struct msgbuf{
int mtype;
char mtext[100];
};
int main(void)
{
key_t key;
pid_t pid;
int msgid;
struct msgbuf msg;
key=ftok(".", 0x01);
if ( (msgid = msgget(key, IPC_CREAT|0666))