进程通信——消息队列

news2024/9/22 9:34:21

文章目录

  • 1.概念
    • 1.0 IPC
    • 1.1 什么是消息队列
    • 1.2 消息队列工作机制
    • 1.3 消息队列与其他进程通信机制的比较：
  • 2.使用System-V版
    • 2.1 用户消息缓冲区
    • 2.2 创建消息队列`msgget`
    • 2.3 添加消息到消息队列`msgsend`
    • 2.4 从消息队列读取消息、
    • 2.5 消息队列的控制函数`msgctrl`
    • 2.6 msqid_ds
    • 4. SYSTEM_V和POSIX的差异

https://zhuanlan.zhihu.com/p/268389190

1.概念

IPC的意思是“ 进程间通信机制”，Linux内核有三种常用IPC对象可以拿来做进程间通信–消息队列，共享内存，信号量。这三种IPC对象在Linux内核中都以链表的形式存储，它们都有特定的ID来标识（消息队列标识符msqid、共享内存标识符shmid，信号量标识符semid）。

每个 IPC 对象都对应一个ipc_perm结构体， ipc_perm结构体中保留了该ipc对象对应的一些权限信息：

struct ipc_perm {
  key_t __key;                 /* Key supplied to semget(2) */
  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 */
  unsignedshort mode;          /* Read/write permission.*/
  unsignedshort __seq;         /* Sequence number */
};

1.0 IPC

1.1 什么是消息队列

消息队列称为报文队列也叫做信箱，是linux的一种通信机制这种通信机制传递的数据具有某种结构，而不是简单的字节流。

  • 消息队列的本质是内核提供的链表，内核基于这个链表，实现了一个数据结构。内核又基于此提供了从一个进程向另一个进程发送一块数据的方法
  • 向消息队列写数据，实际上是向这个数据结构中插入一个新节点；从消息队列读数据，实际上是从这个数据结构中删除一个节点。
  • 消息队列也有管道一样的不足，就是每个数据块的最大长度是有限的，系统上全体队列的最大值也有一个上限。

1.2 消息队列工作机制

在这里插入图片描述

1.3 消息队列与其他进程通信机制的比较：

与信号量相比，消息队列可以承载更多的通信数据。

与管道的默认接收相比，消息队列可以让接收进程有选择地接收通信数据，还可以设置接收的优先级。当使用消息队列的进程终止时，消息队列不会自动删除。但所有引用管道的进程终止时，管道会自动删除。

与共享内存相比，共享内存的速度更快，因为对共享内存的处理不经过内核调用，而消息队列需要经过内核调用。但是在多核系统上，为了避免产生高速缓存一致性问题，更推荐使用消息队列。

2.使用System-V版

2.1 用户消息缓冲区

无论是发送进程还是接收进程，都需要在进程空间中用消息缓冲区来暂存消息，该消息缓冲区的结构定义如下

struct msgbuf{
long mtype;
char mtext[1];
};
  • 可以通过mtype来区分数据类型，通过判断mtype，是否为需要接收的数据
  • mtext[1]为存放消息的正文数组，可以根据消息的大小定义该数组的长度

2.2 创建消息队列msgget

函数原型如下

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

int msgget(key_t key, int msgflg);

参数：
key: 某个消息队列的名字，通过宏值定义，或者使用ftok函数生成。
msgflg:由九个权限标志构成，用法和创建文件时使用的mode模式标志是一样的，这里举两个来说明

IPC_CREAT
	如果消息队列对象不存在，则创建之，否则则进行打开操作
IPC_EXCL
	如果消息对象不存在则创建之，否则产生一个错误并返回

返回值：
成功返回一个非负整数，即该消息队列的标识码；
失败则返回-1

2.3 添加消息到消息队列msgsend

函数原型如下：

int  msgsnd(int msgid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);

参数：
msgid: 由msgget函数返回的消息队列标识码
msg_ptr:是一个指针，指针指向准备发送的消息缓冲区
msg_sz:是msg_ptr指向的消息长度，消息缓冲区结构体中mtext的大小,不包括数据的类型
msgflg:控制着当前消息队列满或到达系统上限时将要发生的事情
如：
msgflg = IPC_NOWAIT 表示队列满不等待，返回EAGAIN错误

返回值：
成功返回0
失败则返回-1

2.4 从消息队列读取消息、

函数原型如下：

int  msgrcv(int msgid, void *msg_ptr, size_t msgsz,
		 long int msgtype, int msgflg);

参数：
msgid: 由msgget函数返回的消息队列标识码
msg_ptr:是一个指针，指针指向准备接收的消息，
msgsz:是msg_ptr指向的消息长度，消息缓冲区结构体中mtext的大小,不包括数据的类型
msgtype:它可以实现接收优先级的简单形式
msgtype=0返回队列第一条信息
msgtype>0返回队列第一条类型等于msgtype的消息　
msgtype<0返回队列第一条类型小于等于msgtype绝对值的消息
msgflg:控制着队列中没有相应类型的消息可供接收时将要发生的事
msgflg=IPC_NOWAIT，队列没有可读消息不等待，返回ENOMSG错误。
msgflg=MSG_NOERROR，消息大小超过msgsz时被截断

注意
msgtype>0且msgflg=MSC_EXCEPT，接收类型不等于msgtype的第一条消息

返回值：
成功返回实际放到接收缓冲区里去的字符个数
失败，则返回-1

2.5 消息队列的控制函数msgctrl

函数原型：

int  msgctl(int msqid, int command, strcut msqid_ds *buf);

参数:

  • msqid: 由msgget函数返回的消息队列标识码
  • command:是将要采取的动作,（有三个可取值）分别如下：
命令说明
IPC_STAT获取该消息队列的信息，获取到的信息会储存在结构体msqid_ds类型的buf中
IPC_SET在进程有足够权限时，把消息队列的属性值设置为msqid_ds数据结构中给出的值
IPC_RMID删除消息队列
IPC_INFO获得系统对消息队列做的限制

注意若选择删除队列，第三个参数传NULL；
返回值：
如果操作成功，返回“0”；如果失败，则返回“－1”

2.6 msqid_ds

常用于SYSTEM_V版的函数，这个结构体用于控制一个消息队列

struct msqid_ds{
    struct ipc_perm msg_perm;
    time_t msg_stime;               //发送到队列的最后一个消息的时间戳
    time_t msg_rtime;               //从队列中获取的最后一个消息的时间戳
    time_t msg_ctime;               //对队列进行最后一次变动的时间戳
    unsigned long __msg_cbytes;     //在队列上所驻留的字节总数
    msgqnum_t msg_qnum;             //当前队列中消息的数量
    msglen_t msg_qbytes;            //当前队列允许的最大bytes数
    pid_t msg_lspid;                //发送最后一个消息的进程PID
    pid_t msg_lrpid;                //接收最后一个消息的进程PID
};

4. SYSTEM_V和POSIX的差异

‌System V和POSIX的主要差异在于它们的设计目标、实现方式、性能、可靠性、以及应用场景。‌

  1. 设计目标和实现方式‌：
  • System V IPC（Inter-Process Communication，进程间通信）主要由贝尔实验室和BSD开发，侧重于进程之间的通信手段的改进，基于内核实现。它提供了信号量、消息队列和共享内存等机制，用于在进程间进行通信和同步‌1。
  • POSIX（Portable Operating System Interface，可移植操作系统接口）则是由IEEE制定的标准，旨在为运行在不同操作系统上的软件提供统一的接口。POSIX的实现由不同的操作系统内核开发人员完成，旨在提高系统的可移植性‌1。
  1. 性能和可靠性‌：
  • 在性能方面，POSIX在无竞争条件下不会陷入内核，而System V无论何时都要陷入内核，因此在性能上稍逊一筹‌1。
  • 在可靠性方面，POSIX的sem_wait函数成功获取信号量后，如果进程意外终止，将无法释放信号量。而System V提供了SEM_UNDO选项来解决这个问题，因此后者更加可靠‌1。
  1. 应用场景‌：
  • System V的应用更为广泛，尤其是在一些较旧的操作系统或未实现POSIX标准的系统中。然而，考虑到可移植性，POSIX成为了一个趋势，尤其在需要跨平台兼容的应用中更为常见‌1。
  • 在进程间通信和同步方面，POSIX的使用似乎更为普遍，尽管在共享内存方面，System V仍然占据主流‌12。

总的来说，System V和POSIX各有优势和适用场景。System V提供了更广泛的兼容性和对旧系统的支持，而POSIX则以其标准化的接口和高可移植性受到青睐。选择使用哪种机制取决于具体的应用需求和目标平台的特性‌12。

本文来自互联网用户投稿，该文观点仅代表作者本人，不代表本站立场。本站仅提供信息存储空间服务，不拥有所有权，不承担相关法律责任。如若转载，请注明出处：http://www.coloradmin.cn/o/2096251.html

如若内容造成侵权/违法违规/事实不符，请联系多彩编程网进行投诉反馈，一经查实，立即删除！

相关文章

SpringBoot中，启动A服务，naocs却注册B服务，解决思路。

SpringBoot中，启动A服务，naocs却注册B服务，解决思路。

今天遇到了一个令我非常费解的报错&#xff0c;我明明启动的是auth服务&#xff0c;但是nacos愣是给我注册的patient服务&#xff0c;下面看看解决思路&#xff08;虽然我这个问题很乌龙&#xff0c;但如果真的是你的配置有问题&#xff0c;那么这篇文章也是可以帮助到你。&…
阅读更多...
开源通用验证码识别OCR —— DdddOcr 源码赏析(二)

开源通用验证码识别OCR —— DdddOcr 源码赏析(二)

文章目录 前言DdddOcr分类识别调用识别功能classification 函数源码classification 函数源码解读1. 分类功能不支持目标检测2. 转换为Image对象3. 根据模型配置调整图片尺寸和色彩模式4. 图像数据转换为浮点数据并归一化5. 图像数据预处理6. 运行模型&#xff0c;返回预测结果 …
阅读更多...
如何在Windows和Mac上免费提取RAR文件？这里有方法

如何在Windows和Mac上免费提取RAR文件？这里有方法

序言 你有没有下载过一个文件，却发现它有一个奇怪的.rar文件扩展名？RAR是一种压缩文件格式，与ZIP文件非常相似，在本文中，我们将向你展示如何在Windows或macOS上打开RAR文件。 如何在Windows 11上打开RAR文件 Windows 11在2023年增加了对RAR文件的原生支持。从那时起，你…
阅读更多...
前端框架vue3中的条件渲染（v-show,v-if,v-else-if,v-else）

前端框架vue3中的条件渲染（v-show,v-if,v-else-if,v-else）

目录 v-show: 需求&#xff1a; v-if 区别与v-show&#xff1a; v-if和v-show的选择&#xff1a; v-else-if和v-else 联合使用&#xff1a; v-show: 部分代码如图&#xff1a; <body><div id"root"><div ><h1>n的值为{{n}}</h1>…
阅读更多...
【计算机网络】浏览器输入访问某网址时，后台流程是什么

【计算机网络】浏览器输入访问某网址时，后台流程是什么

在访问网址时&#xff0c;后台的具体流程可以因不同的网站、服务器和应用架构而异。 实际过程中可能还涉及更多的细节和步骤&#xff0c;如缓存处理、重定向、负载均衡等。 此外&#xff0c;不同的网站和应用架构可能会有不同的实现方式和优化策略。 部分特定网站或应用&#x…
阅读更多...
数据仓库系列19：数据血缘分析在数据仓库中有什么应用?

数据仓库系列19：数据血缘分析在数据仓库中有什么应用?

你是否曾经在复杂的数据仓库中迷失方向&#xff0c;不知道某个数据是从哪里来的&#xff0c;又会流向何方&#xff1f;或者在处理数据质量问题时&#xff0c;无法快速定位根源&#xff1f;如果是这样&#xff0c;那么数据血缘分析将会成为你的得力助手&#xff0c;帮助你在数据…
阅读更多...
协议转换桥+高速协议传输终端

协议转换桥+高速协议传输终端

多路协议传输终端&#xff08;正在更新&#xff09; 整体框图&#xff08;正在更新&#xff09; 万兆UDP协议栈 整体框图 10G 8b10b phy层设计 整体框图 报文格式
阅读更多...
从pdf复制的表格内容粘贴到word或excel表格保持表格格式

从pdf复制的表格内容粘贴到word或excel表格保持表格格式

对于it工作&#xff0c;硬件和软件&#xff0c;经常需要从pdf复制表格内容到word或excel&#xff0c;但是windows的ctrlc和ctrlv只能复制内容而不能保留表格的格式。 粘贴进word或excel的表格后&#xff0c;不能保持原来表格的排列&#xff0c;特别是word&#xff0c;复制的pdf…
阅读更多...
[Leetcode] 接雨水（相向双指针）

[Leetcode] 接雨水（相向双指针）

可以直接移步大神的解题思路&#xff0c;非常详细 -> 盛最多水的容器 接雨水_哔哩哔哩_bilibili 11. 盛最多水的容器 https://leetcode.cn/problems/container-with-most-water/description/ 42. 接雨水 https://leetcode.cn/problems/trapping-rain-water/description/ 11…
阅读更多...
并发编程之LockSupport的 park 方法及线程中断响应

并发编程之LockSupport的 park 方法及线程中断响应

并发编程之LockSupport的 park 方法及线程中断响应-CSDN博客
阅读更多...
STM32CubeIDE

STM32CubeIDE

文章目录 Stm32CubeIDE开发环境介绍获取路径 新建工程 Stm32CubeIDE 开发环境介绍 也就是说IDE是集合了CubeMX 和MDK5的。 区别&#xff1a; 获取路径 官网&#xff1a;https://www.st.com/en/development-tools/stm32cubeide.html A盘路径&#xff1a;A盘\6&#xff0c;软…
阅读更多...
Signed distance fields (SDFs) and Truncated Signed Distance Field（TSDF）

Signed distance fields (SDFs) and Truncated Signed Distance Field（TSDF）

1. Signed distance fields (SDFs) 笔记来源&#xff1a; [1] Signed distance fields (SDFs) [2] Signed Distance Function (SDF): Implicit curves or surfaces [3] Ray Marching and Signed Distance Functions [4] Truncated Signed Distance Function [5] Wiki/Signed d…
阅读更多...
个人旅游网(4)——功能详解——收藏功能

个人旅游网(4)——功能详解——收藏功能

文章目录 一、收藏排行榜功能1.1、接口详解1.1.1、findRouteList 二、收藏功能2.1、接口详解2.1.1、find&#xff08;用于判断当前旅游路线是否已被收藏&#xff09;2.1.2、add-favorite&#xff08;用于实现收藏功能&#xff09;2.1.3、remove-favorite&#xff08;用于实现取…
阅读更多...
ubuntu20.04搭建kubernetes1.28.13集群配置calico网络插件

ubuntu20.04搭建kubernetes1.28.13集群配置calico网络插件

写在前面 这里是我在搭建过程中从某站找到的教学视频，搭载的都是最新的，大家可以参考一下 搭建kubernetes集群学习视频: 视频链接。最后面会有我遇见报错信息的所有连接和解决方案，自行查看 不说废话，直接开搭 搭建集群大纲 一、三台虚拟机的初始化 二、三台虚拟机连接…
阅读更多...
内存管理篇-19 TLB和Table wake unit

内存管理篇-19 TLB和Table wake unit

TLB这几节&#xff0c;停下来感觉怪怪的。没有从TLB的引入&#xff0c;工作原理&#xff0c;实际源码应用来深入分析。 TLB 是一种高速缓存&#xff0c;用于存储最近使用的页表项&#xff08;Page Table Entries, PTEs&#xff09;。它的主要目的是加速虚拟地址到物理地址的转换…
阅读更多...
卷积公式的几何学理解

卷积公式的几何学理解

1、Required Knowledge 1.1、概率密度函数 用于描述连续型随机变量在不同取值上的概率密度&#xff0c;记作 f ( x ) f(x) f(x)。 如随机变量 X X X的分布为正态分布&#xff0c;则其概率密度函数为&#xff1a; f ( x ) 1 σ 2 π e − ( x − μ ) 2 2 σ 2 f(x)\frac{1}…
阅读更多...
容器化你的应用：使用 Docker 入门指南

容器化你的应用：使用 Docker 入门指南

Docker 是一个流行的平台&#xff0c;它允许开发者将应用程序及其依赖项打包在一起&#xff0c;形成一个轻量级、可移植的容器。这种做法极大地简化了开发、测试和部署流程&#xff0c;因为无论是在本地还是在云端&#xff0c;容器都能确保应用的一致性。本指南将带你从头开始学…
阅读更多...
粗心的懒洋洋做Python二级真题（错一大堆，分享错题）

粗心的懒洋洋做Python二级真题（错一大堆，分享错题）

以下内容&#xff0c;皆为原创&#xff0c;制作不易。感谢大家的点赞和关注。 一.数据流图 数据流图&#xff08;Data Flow Diagram&#xff0c;简称DFD&#xff09;是一种图形化表示法&#xff0c;用于展示信息系统中数据的流动和处理过程。 考点&#xff1a;数据流图是系统逻…
阅读更多...
【我要成为配环境高手】Visual Studio中Qt安装与配置（无伤速通）

【我要成为配环境高手】Visual Studio中Qt安装与配置（无伤速通）

1.下载安装Qt和VSIX插件 2.本地环境变量配置 添加如下&#xff1a; D:\ProgramData\Qt\Qt5.14.2\5.14.2\msvc2017_64\libD:\ProgramData\Qt\Qt5.14.2\5.14.2\msvc2017_64\bin3.VS配置 ⭐项目右键->属性->调试->环境&#xff0c;添加如下&#xff1a;(很重要&#x…
阅读更多...
TCP的连接与断开

TCP的连接与断开

三次握手 主动发起连接建立的应用进程叫做客户端(client)。被动等待连接建立的应用进程叫做服务器(server)。 第一次握手&#xff1a;Client将同步比特SYN置为1&#xff08;表示这是一个连接请求或连接接受报文&#xff09;&#xff0c;并发送初始报文段序号seq x&#xff0…
阅读更多...
推荐文章
最新文章

Copyright @ 2022~2023