5.2 SYSV进程通信之消息队列

1 /*linux下进程间通信的几种主要手段简介：
 2  *
 3  *（进程间）管道（Pipe）及有名管道（named pipe）：管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有
 4  *         名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信；
 5  *（进程/线程间）信号（Signal）：信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，
 6  *         除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身；linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，
 7  *         还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该函数是基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，
 8  *         又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）；
 9  *
10  * （进程间）消息队列：消息队列是消息的链接表，包括Posix消息队列system V消息队列。
11  *         有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。
12  *         消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
13  * （进程间）共享内存：使得多个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。
14  *         是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，
15  *         来达到进程间的同步及互斥。
16  * （进程/线程间）信号量（semaphore）：主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。
17  *
18  * ////套接口（Socket）：更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。
19  *         起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：
20  *         Linux和System V的变种都支持套接字。
21  * */

ftok.c

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <error.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>

#define error_exit(_errmsg_) error(EXIT_FAILURE,errno,_errmsg_)

int main()
{
    /*根据一个pathname和project_id 产生一个SYSV IPC 对象的键值
     * key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
     * 参数：
     *成功返回键值，失败返回-1
     * */
    key_t key;
    if(-1 == (key = ftok(".",'a')))
/*    {
        perror("fail to ftok!");
        return -1;
    }
*/    
        error_exit("fail to ftok!");
    
    printf("key = %#x\n",key);


    return 0;
}

msg.c

/*进程间通信（IPC/Inter-Process Communication ），指至少两个进程 或线程 间传送数据或信号的一些技术或方法。
 *        进程是计算机系统 分配资源的最小单位。每个进程都有自己的一部分独立的系统资源，彼此是隔离的。
 *    为了能使不同的进程互相访问资源并进行协调工作，才有了进程间通信。这些进程 可以运行在同一计算机上或网络连接的不同计算机上。 进程间通信技术包括消息传递、同步、共享内存和远程过程调用 。 IPC是一种标准的Unix 通信机制。
 *IPC三种通信机制是指：信号量、共享内存、消息队列
 *    信号量：通过操作系统中的PV操作来实现；
     共享内存：申请一块内存，进程A往共享内存中写，其他的进程就可以通过读出共享内存中的内容来获取进程A所传送的信息；
     消息队列：创建一个消息队列，进程A往队列里面写，那么进程B通过读队列中的容来获取进程A传送的信息。

 *     消息队列：创建一个消息队列，进程A往队列里面写，那么进程B通过读队列中的容来获取进程A传送的信息。
 * */
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <error.h>
#include <errno.h>

#define error_exit(_errmsg_)    error(EXIT_FAILURE, errno, _errmsg_)

typedef struct msg
{
    long type;
    char mtext[256];
}MSG;

int main(void)
{
    key_t key;
    if (-1 == (key = ftok(".", 'a')))    /*1.ftok产生键值*/
        error_exit("fail to ftok");
    /* 创建/打开一个消息队列
     * int msgget(key_t key, int msgflg);
     * 参数：
     *     key:键值/关键字
     *     msgflg: IPC_CREAT: 创建一个消息队列
     *             IPC_EXCL:  检测是否创建该key值对应的消息队列
     *     成功返回0；失败返回-1
     * */
    int msgid;
    if (-1 == (msgid = msgget(key, IPC_CREAT | 0644)))/*2.创建/打开一个消息队列 产生消息队列的ID号*/
        error_exit("fail to msgget");
    
    MSG message;
    MSG ret;
    message.type = 666;
    strcpy(message.mtext, "hello world!");    /*3.使用*/
    
    /*向一个消息队列发送一条消息
     *int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
     *参数：
         msqid:消息队列ID号
         msgp: 要发送消息空间的首地址
         msgsz:发送消息中数据的大小
         msgflg:消息对类的属性/决定消息队列是否阻塞：0 阻塞；IPC_NOWAIT 不阻塞
     
     *从消息队列中读取消息
     *ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp，int msgflg);
     *参数：
         msqid:消息队列ID号
         msgp: 存放读取消息的空间首地址
         msgsz:消息中数据的大小
         msgtype: 消息类型
         msgflg:消息对类的属性/决定消息队列是否阻塞：0 阻塞；IPC_NOWAIT 不阻塞
     * */

    if (-1 == msgsnd(msgid, &message, sizeof(MSG) - sizeof(long), 0))/*4.发消息*/
        error_exit("fail to msgsnd");
    
    getchar();

    if (-1 == msgrcv(msgid, &ret, sizeof(MSG) - sizeof(long), 666, 0))/*5.接受消息*/
        error_exit("fail to msgrcv");

    printf("ret.mtext = %s\n", ret.mtext);
    return 0;
}

msg_msgctl.c

/*SYSV进程通信 之 消息队列
 *
 * */
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <error.h>
#include <errno.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define error_exit(_errmsg_) error(EXIT_FAILURE,errno,_errmsg_)

int main()
{
    key_t key;
    if(-1 == (key = ftok(".",'a')))
        error_exit("fail to ftok!");
    /* 创建/打开一个消息队列
     * int msgget(key_t key, int msgflg);
     * 参数：
     *     key:键值
     *     msgflg:IPC_CREAT 如果消息队列对象不存在，则创建之，存在则进行打开操作;
     *             IPC_EXCL 检测是否创建该键值对应的消息队列/
     *                     和IPC_CREAT 一起使用（用”|”连接），如果消息对象不存在则创建之，否则产生一个错误并返回.     
     * 成功返回消息队列ID号，失败返回-1
     *
     * */
    int msgid = 0;
    if(-1 == (msgid = msgget(key,IPC_CREAT | 0644)))
        error_exit("fail to msgget!");

    /*给一个消息队列发送一个控制命令
     *int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
     *参数：
msgid:消息队列的ID号
cmd:
    IPC_STAT:获得消息队列的状态//取出系统保存的消息队列的msqid_ds 数据，并将其存入参数buf 指向的msqid_ds 结构
    IPC_SET:设置消息队列的属性//设定消息队列的msqid_ds 数据中的msg_perm 成员。设定的值由buf 指向的msqid_ds
    IPC_RMID:删除消息队列
        buf:指向结构体msqid_ds
        成功返回0；失败返回-1
     * */

    struct msqid_ds buff;
    if(-1 == msgctl(msgid,IPC_STAT,&buff))
    error_exit("fail to msgctl!");
    printf("buff = %d\n",buff.msg_qbytes);

    if(-1 == msgctl(msgid,IPC_RMID,&buff))
    error_exit("fail to msgctl!");
    
    printf("key = %#x\n",key);

    return 0;
}