《Linux系统编程篇》消息队列（Linux 进程间通信（IPC））—

《Linux系统编程篇》消息队列（Linux 进程间通信（IPC））——基础篇

news2024/12/24 9:17:22

文章目录

引言
- 消息队列（Message Queue）
- 消息队列的特点
- 消息队列的特性
- 消息队列的操作
- ipcs -q 拓展
- ipcrm 拓展
- 注意事项
结论

“山重水复疑无路，柳暗花明又一村。” ——陆游

引言

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想象一下，你正在开发一个多任务处理的应用程序，其中需要不同的模块之间进行数据交换和协作。这时，消息队列就像是一个快递站，负责接收、存储和转发各个模块之间的信息。发送者将消息放入队列，接收者则可以从队列中取出消息并进行处理，实现了模块之间的解耦和异步通信。

消息队列（Message Queue）

消息队列是一种更高级的 IPC 方式，允许多个进程之间以消息的形式进行数据交换。消息队列提供了有序的数据传输，并且允许对消息进行优先级排序。

消息队列是存放消息的链表，他存在于Linux内核当中，每一个消息队列用一个标识符也就是队列id来标识。

消息队列的特点

1、消息队列可以独立发送与接受，成功创建后，如果进程结束，消息队列节点并不会消失，他的消失是由Linux内核来管理的
2、消息队列是面向记录的，有特定格式及特点的优先级
3、消息队列可以实现消息的随机查询，消息不一定要以先进先出的顺序依次读取，也可以使用消息类型读取。

消息队列的特性

异步通信：发送方和接收方不需要同时在线，可以分别发送和接收消息。
消息缓存：消息队列可以缓存一定数量的消息，接收方可以按需处理。
消息优先级：消息队列通常支持消息的优先级设定，确保重要消息被优先处理。
消息持久性：消息队列通常支持消息的持久化，即使接收方不在线，消息也不会丢失。

函数原型及结构体

typedef struct msgbuf {
        long mtype;       /* message type, must be > 0 */
        char mtext[128];    /* message data */
}msg;
//获取消息队列id号
int msgget(key_t key, int msgflg);
//发送消息
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
//接受消息
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
//控制队列（用来销毁）
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

一图带你了解消息队列
在这里插入图片描述

消息队列的操作

创建消息队列：使用msgget系统调用创建消息队列，返回一个标识符（消息队列ID）。
发送消息：使用msgsnd系统调用向消息队列发送消息。
接收消息：使用msgrcv系统调用从消息队列接收消息。
删除消息队列：使用msgctl系统调用删除不再需要的消息队列。

用法

使用 msgget() 创建或获取消息队列。
使用 msgsnd() 发送消息，msgrcv() 接收消息。
消息队列通过键值（key）来标识，且在内核中驻留。

示例代码：

本次的示例代码为单进程，可以分为两个文件，实现多进程的消息队列通讯，学员们可以自己动手敲一下感受一下。

#include <stdio.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <string.h>

struct msg_buffer {
    long msg_type;
    char msg_text[100];
} message;

int main() {
    key_t key = ftok("progfile", 65); // 生成消息队列键
    int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT); // 创建消息队列

    // 向消息队列发送消息
    message.msg_type = 1;
    strcpy(message.msg_text, "Hello from sender!");
    msgsnd(msgid, &message, sizeof(message), 0);

    printf("Sent message: %s\n", message.msg_text);

    // 接收消息
    msgrcv(msgid, &message, sizeof(message), 1, 0);
    printf("Received message: %s\n", message.msg_text);

    msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL); // 删除消息队列
    return 0;
}