Linux 进程通信(System V) 第三节------> msg queue 消息队列—转
一.简介
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！
内核通过 key_t 类型（通常为32为整形）来标识一个 system v ipc 对象。
ipc_perm Structure
1 struct ipc_perm 2 { 3 key_t key; 4 ushort uid; /* owner euid and egid */ 5 ushort gid; 6 ushort cuid; /* creator euid and egid */ 7 ushort cgid; 8 ushort mode; /* access modes see mode flags below */ 9 ushort seq; /* slot usage sequence number */ （linux下为 __seq) 10 };
说明：
1. 内核为每一个 system v ipc 对象提供一个 ipc_perm 结构体对象来记录其权限和模式等相关信息。
2. 创建 system v ipc 对象时指定的 mode 不受 umask 的影响。
3. 结构体中的 seq 解释为 /* slot usage sequence number */，整个 system v ipc可以理解为一个对象池，每次创建一个资源时， 分配一个 slot ，seq 标识该 slot 第几次使用（每使用一次加 1 ， 溢出时 回复到 0）
1 #include<sys/msg.h> 2 3 struct msqid_ds //!> msg queue id dscription ( 消息队列状态描述符 ) 4 { 5 struct ipc_perm msg_perm; //!> 读写perms 6 struct msg * 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 7 struct msg * 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 8 msglen_t msg_cbytes; //!> 当前的队列中的bytes 9 msgunum_t msg_qnum; //!> 当前的队列中的message 10 msglen_t msg_qbytes; //!> 队列中最大允许的bytes 11 pid_t msg_lspid; //!> 最后一个发送msg的pid 12 pid_t msg_lrpid; //!> 最后一个接收msg的pid 13 time_t msg_stime; //!> 最后一个msg发送时间 14 time_t msg_rtime; //!> 最后一个msg收到时间 15 time_t msg_ctime; //!> 最后一个msg控制时间( time of last magctl()) 16 };
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函数原型如下：
#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *pathname, int id)
fname就时你指定的文件名，id是子序号。
说明：
1. 内核通过 key_t 类型（通常为32为整形）来标识一个 system v ipc 对象。
2. key_t 类型 变量的值由以下 3 部分（各取部分）拼接而成：
○ pathname 所指定文件的 stat 结构的 st_dev 成员
○ pathname 所指定文件的 stat 结构的 st_ino 成员
○ id 最低 8 位（id 参数只用到最低 8 位）
3. pathname指定的路径名必须存在，否则返回 -1
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.
1 #include <stdlib.h> 2 #include<string.h> 3 #include <stdio.h> 4 #include <errno.h> 5 #include <sys/types.h> 6 #include <sys/ipc.h> 7 #include <sys/msg.h> 8 #include <sys/stat.h> 9 10 #define MSG_FILE "server.c" //!> 仅仅是创建的path而已 11 #define BUFFER 255 12 #define PERM S_IRUSR | S_IWUSR 13 14 typedef struct dataType 15 { 16 long mID; 17 char buffer[BUFFER + 1]; 18 }dataType; 19 20 struct msgtype 21 { 22 long mtype; 23 dataType mdata; 24 }; 25 26 int main() 27 { 28 structmsgtype msg; 29 key_t key; //!> 每个queue都有一个自己的KEY作为标志 30 int msgid; //!> 31 32 if( ( key =ftok( MSG_FILE, 'a' ) ) == -1) //!> when fail 33 { //!>注意'a'相当于是一个标志码而已 34 fprintf( stderr, "Create Key error...: %s \n", strerror( errno )); 35 exit( EXIT_FAILURE ); 36 } 37 38 if( ( msgid= msgget( key, PERM | IPC_CREAT | IPC_EXCL ) ) == -1)//!> 创建 msg queue 39 { 40 fprintf( stderr, "Create Msg error...: %s \n", strerror( errno )); 41 exit( EXIT_FAILURE ); 42 } 43 44 printf("\nMsg id = %d \n", msgid); 45 46 //!>注意此处的flag都是简单处理为0 47 while( 1) //!> 接收 48 { 49 msgrcv( msgid, &msg, sizeof( struct msgtype ), 1, 0); 50 //!> 我们可以知道type=1，所以可以知道在client中的msg标志就是1 51 //!> ( 必须的，我们等一下可以使用进程ID的处理 ) 52 fprintf( stderr, "Server receive: %s \n", msg.mdata.buffer); //!> 53 msg.mtype = msg.mdata.mID; 54 //!> 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!!!!!!!) 55 sprintf( msg.mdata.buffer, " %d 客户端接收的回馈！",(int)msg.mtype ); 56 //!> 注意server的回馈msg已经改变 57 msgsnd( msgid, &msg, sizeof( struct msgtype ), 0); //!> 回发送给client 58 } 59 60 exit( 0); 61 }
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <string.h> 4 #include <errno.h> 5 #include <sys/types.h> 6 #include <sys/ipc.h> 7 #include <sys/msg.h> 8 #include <sys/stat.h> 9 #include <stdio.h> 10 11 #define MSG_FILE "server.c" 12 #define BUFFER 255 13 #define PERM S_IRUSR | S_IWUSR 14 15 typedef struct dataType 16 { 17 long mID; 18 char buffer[BUFFER + 1]; 19 }dataType; 20 21 struct msgtype 22 { 23 long mtype; 24 dataType mdata; 25 }; 26 27 int main( int argc, char ** argv) 28 { 29 structmsgtype msg; 30 key_t key; 31 int msgid; 32 33 if( argc !=2) //!> 需要输入一个字符串作为参数 34 { 35 fprintf( stderr, "Usage: %s string .\n", argv[0] ); 36 exit( EXIT_FAILURE ); 37 } 38 39 if( ( key =ftok( MSG_FILE, 'a' ) ) == -1) //!> 获得这个Key 40 { 41 fprintf( stderr, "Create Key error...: %s \n", strerror( errno )); 42 exit( EXIT_FAILURE ); 43 } 44 45 if( ( msgid= msgget( key, PERM ) ) == -1) //!>获得queue的ID 46 { 47 fprintf( stderr, "Create Msg error...:%s \n", strerror( errno )); 48 exit( EXIT_FAILURE ); 49 } 50 51 msg.mtype =1; //!>注意此处的type需要与server中匹配 52 msg.mdata.mID =getpid(); //!> my ID 53 strncpy(msg.mdata.buffer, argv[1], BUFFER); //!> 获得命令行参数而已 54 55 msgsnd(msgid, &msg, sizeof( struct msgtype ), 0); //!> 发送给server 56 memset(&msg, '\0', sizeof( struct msgtype )); 57 msgrcv(msgid, &msg, sizeof( struct msgtype ), getpid(), 0); 58 //!>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 ) 59 fprintf(stderr, "Client receive: %s \n", msg.mdata.buffer); //!> 注意只接受自己ID的msg！！！ 60 61 exit(EXIT_SUCCESS ); 62 }
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...)
