关于Linux消息队列的简单说明、使用、编码

1. 消息队列的特点

消息队列是一种可以在两个不相关进程间传递数据的进程间通信系统。消息队列独立于发送和接收进程，发送方与接受方不需要同步。进程使用消息队列可以向其他进程传送数据块，每个数据块有一个最大尺寸的限制，同时在系统中所有消息队列的块尺寸也有一个最大尺寸的限制。Linux中有两个定义: MSGMAX与MSGMNB，分别用于定义单个消息与一个队列的最大尺寸（我目前没找到这两个宏定义）。

2. 与消息队列相关的系统调用

序号	系统调用方式
1	创建或打开消息队列
2	获取和设置消息队列的属性
3	将消息送入消息队列
4	从消息队列中读取一条新消息
5	生成键值函数

2.1 创建或打开消息队列（msgget）

#include <sys/msg.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/types.h>int msgget(key_t key, int msgflg); // 用于得到一个已存在的消息队列标识符或创建一个消息队列对象
// key表示消息队列的键值，这个键值用于标识一个消息队列，可以自定义一个键值，或者使用ftok函数生成
// key如果取宏IPC_PRIVATE(0),表示创建一个私有队列，这个理论上只可以被当前进程所访问
// msgflg表示创建或者访问消息队列的具体方式，取值如下：
// IPC_CREAT(01000): 如果消息队列对象不存在，则创建之
// IPC_EXCL(02000): 如果消息队列对象存在，则报错
// msgflg往往使用多个值进行“或”操作来取值，至于原因，还需要专门探究，我目前创建消息队列时使用的msgflg值为：IPC_CREAT|06000
// 返回值：执行成功，则返回一个正数作为消息队列的标识符，其他操作消息队列的函数将会使用这个标识符；执行失败，返回-1。

2.2 获取和设置消息队列的属性（msgctl)

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf); // 目前我只是知道这个函数可以用来释放消息队列，当实现这一功能时，buf可以为NULL
// msqid表示消息队列标识符，为msgget函数的有效返回值
// cmd表示要对消息队列进行的操作，取值可以是：
// IPC_STAT: 读取消息队列的msqid_ds数据，并将其存储在buf指定的地址中。
// IPC_SET: 设置消息队列的属性，要设置的属性需要先存储在buf中
// IPC_EMID: 将队列从系统内核中删除
// buf指向消息队列管理结构体msqid_ds，该结构定义我就先不写了。
// 返回值：0,执行成功

2.3 将消息送入消息队列（msgsnd）

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
// msqid为消息队列标识符
// msgp指向消息缓存区，通常可用一个通用结构表示消息
struct msgbuf
{long mtype; // 消息类型，这个值要大于0,数值自定义char mtext[SIZE]; // 消息数据，大小自定义 // 我没有尝试过将char类型改为其他类型
};
// msgsz是要发送信息的长度，大小为sizeof(mtext)
// msgflg是控制函数行为的标志, 0表示阻塞方式，IPC_NOWAIT表示非阻塞方式
// 执行成功返回0,执行失败返回-1

2.4 从消息队列中读取一条新消息（msgrcv）

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgrcv(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
// msqid为消息队列标识符
// msgp指向消息缓存区，通常可用一个通用结构表示消息
// msgsz大小为sizeof(mtext)
// msgtyp表示从消息队列内读取的消息形态，0表示消息队列中所有消息都会被读取。
// msgflg是控制函数行为的标志, 0表示阻塞方式，IPC_NOWAIT表示非阻塞方式
// 执行成功返回0,执行失败返回-1

2.5 生成键值函数（ftok）

// 如2.1中所说，生成一个消息队列需要一个键值，这个键值可以自定义，也可以调用ftok函数来生成
key_t ftok(char *fname, int id);
// fname是指定的文件名，这个文件必须是存在且可以访问，并且一旦创建后就不能在删除（即使删除了后重新建一个同名文件也不行)
// id是子序号，范围0-255,大小自定义
// 执行成功返回key_t值，否则返回-1。这个函数我没有写示例代码。

3. 示例程序

// 接下来的实例程序展示了2.1~2.4的使用方式，包含两个程序，一个创建消息队列、发送消息后退出；一个打开消息队列，读取消息后删除消息队列，然后退出，以此来体
// 现消息队列的不需要同步读写进程、不限制读写进程关系的优点

// 写进程
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>
#include <memory.h>typedef struct MSG
{long i64Flag; // 用来标识传输数据的类型，自定义char arrText[10]; // 发送数据
}MSG;int main()
{int i32Ret = 0; int i32msgid = 0;i32msgid = msgget((key_t)(1234), IPC_CREAT|666); // 创建消息队列if (0 > i32msgid){std::cout << "消息队列创建失败" << errno << std::endl;return EXIT_FAILURE;}// 编辑要发送的数据int i32Num = 5;char arrText[4] = "end";MSG stMsg1, stMsg2;stMsg1.i64Flag = 1;memcpy(stMsg1.arrText, &i32Num, sizeof(i32Num));stMsg2.i64Flag = 2;memcpy(stMsg2.arrText, arrText, sizeof(arrText));i32Ret  = msgsnd(i32msgid, (void*)(&stMsg1.i64Flag), sizeof(stMsg1.arrText), 0);i32Ret |= msgsnd(i32msgid, (void*)(&stMsg2.i64Flag), sizeof(stMsg2.arrText), 0);if (EXIT_SUCCESS == i32Ret){std::cout << "发送成功" << std::endl;}else{std::cout << "发送失败" << std::endl;return EXIT_FAILURE;}return EXIT_SUCCESS;
}

// 读进程
#include <iostream>
#include <unistd.h>
#include <sys/msg.h>
#include <memory.h>
#include <errno.h>typedef struct MSG
{long i64Flag; // 用来标识传输数据的类型，自定义char arrText[10]; // 发送数据
}MSG;int main()
{int i32Ret = 0; int i32msgid = 0;i32msgid = msgget((key_t)(1234), IPC_CREAT|666); // 获取消息队列if (0 > i32msgid){std::cout << "消息队列获取失败" << std::endl;return EXIT_FAILURE;}// 创建获取消息的数据结构MSG stMsgRev;while(1){memset(&stMsgRev, 0, sizeof(stMsgRev));i32Ret = msgrcv(i32msgid, (void*)(&stMsgRev.i64Flag), sizeof(stMsgRev.arrText), 0, 0);if(1 == stMsgRev.i64Flag){// 接受到的数据为数字数组std::cout << stMsgRev.arrText << std::endl; // 这里接受到的不是我发送的数字，而是0x7ffd1da7a098，目前还不知道是什么原因std::cout << (int*)(&stMsgRev.arrText) << std::endl;}else{// 接受的到数据为字符串std::cout << stMsgRev.arrText << std::endl;char arr[4] = "end";if (0 == memcmp(stMsgRev.arrText, arr, 4)){i32Ret = msgctl(i32msgid, IPC_RMID, NULL);if (0 == i32Ret){std::cout << "消息队列删除成功" << std::endl;}break;}}}return EXIT_SUCCESS;
}

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2.1 创建或打开消息队列（msgget）

2.2 获取和设置消息队列的属性（msgctl)

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