进程通信之消息队列
消息队列
消息队列是一种进程间通信（IPC）机制，允许进程以消息的形式传递数据。它通过在内核中维护的队列实现，提供了异步通信的能力。消息队列由键值唯一标识，支持一个或多个进程之间的数据传输。
相关函数
msgget
- 功能：创建或获取一个消息队列
- 函数原型：
int msgget(key_t key, int msgflg);
- 参数：
key：消息队列的键即标识，可以通过ftok生成msgflg：访问权限。IPC_CREAT—— 如果 key 不存在，则创建IPC_EXCL—— 如果 key 存在，则返回失败
- 返回值：成功返回消息队列标识符（非负整数），失败返回
-1
msgsnd
- 功能：向消息队列发送消息
- 原型：
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
- 参数：
msqid：消息队列标识符，也就是上述创建的返回值msgp：指向消息的指针，是个结构体，但需要自己手动定义（放下面了）msgsz：消息正文的大小（不包括消息类型）msgflg：操作标志（如IPC_NOWAIT非阻塞发送，即如果包含此选项，则消息队列满时，不发送该消息，立即返回 -1。反之，如果不包含此选项，则消息队列满时，挂起本进程，直到消息队列由空间可用。）
// 结构体的定义
struct message {
long msg_type; // 消息类型，必须为 long 类型即 long int
char msg_text[100]; // 消息正文，数组大小自定义
};
- 返回值：成功返回
0，失败返回-1
msgrcv
- 功能：从消息队列接收消息
- 函数原型：
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
- 参数：
msqid：消息队列标识符，即创建消息队列时候的函数返回值msgp：存储接收到的消息的指针（上面msgsnd已介绍）msgsz：期望接收的消息正文大小msgtyp：消息类型（0表示接收任意类型）0：忽略消息类型，从消息队列中接收队列中的第一条消息（按照队列的 FIFO 顺序）- 大于
0：从消息队列中接收类型为msg_type的第一条消息，如果队列中没有匹配的消息，进程会阻塞，直到符合条件的消息到达（或设置了非阻塞标志） - 小于
0：从消息队列中接收类型值小于等于|msg_type|（绝对值）的消息，选择类型值小于等于|msg_type|且优先级最高的消息（类型值越小，优先级越高）
msgflg：操作标志（如IPC_NOWAIT非阻塞接收，上述msgsnd已经介绍）
- 返回值：成功返回消息队列标识符（非负整数），失败返回
-1
msgctl
- 功能：控制和管理消息队列
- 原型：
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);`
- 参数：
msqid：消息队列标识符，即创建消息队列时候的函数返回值cmd：控制命令，指定要对消息队列执行的操作IPC_STAT：获取消息队列的当前状态IPC_SET：设置消息队列的属性IPC_RMID：从系统中删除消息队列
buf：指向一个msqid_ds结构的指针，用于传递或接收消息队列的信息IPC_STAT：由内核填充buf，包含消息队列的当前状态，然后作为传出参数，用户可以进行读取数据查看消息队列状态IPC_SET：用户手动填充buf中的部分字段，将其作为传入参数，修改消息队列的属性IPC_RMID：此参数可以为NULL，因为该操作不需要buf
- 返回值：成功返回
0，失败返回-1
示例
发送方
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
// 定义消息结构
struct msgbuf {
long msg_type; // 消息类型
char msg_text[256]; // 消息内容
};
int main()
{
key_t key;
int msqid;
struct msgbuf msg;
// 生成唯一键值
key = ftok(".", 123);
if (key == -1) {
perror("ftok");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 创建或获取消息队列
msqid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);
if (msqid == -1) {
perror("msgget");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Message queue created with ID: %d\n", msqid);
// 循环发送消息
for (int i = 1; i <= 5; ++i)
{
msg.msg_type = 1; // 消息类型为 1
snprintf(msg.msg_text, sizeof(msg.msg_text), "Message %d from sender", i);
if (msgsnd(msqid, &msg, strlen(msg.msg_text) + 1, 0) == -1) {
perror("msgsnd");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Sent: %s\n", msg.msg_text);
sleep(1); // 模拟延时
}
return 0;
}
接收方
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
// 定义消息结构
struct msgbuf {
long msg_type; // 消息类型
char msg_text[256]; // 消息内容
};
int main()
{
key_t key;
int msqid;
struct msgbuf msg;
// 生成唯一键值
key = ftok(".", 123);
if (key == -1) {
perror("ftok");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 获取消息队列
msqid = msgget(key, 0666);
if (msqid == -1) {
perror("msgget");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Message queue opened with ID: %d\n", msqid);
// 循环接收消息
while (1)
{
if (msgrcv(msqid, &msg, sizeof(msg.msg_text), 1, 0) == -1) {
perror("msgrcv");
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("Received: %s\n", msg.msg_text);
// 接收到特定内容时退出
if (strcmp(msg.msg_text, "exit") == 0) {
printf("Received exit signal. Exiting...\n");
break;
}
}
return 0;
}
输出
// 发送方
Message queue created with ID: 12345
Sent: Message 1 from sender
Sent: Message 2 from sender
Sent: Message 3 from sender
Sent: Message 4 from sender
Sent: Message 5 from sender
// 接收方
Message queue opened with ID: 12345
Received: Message 1 from sender
Received: Message 2 from sender
Received: Message 3 from sender
Received: Message 4 from sender
Received: Message 5 from sender
浙公网安备 33010602011771号