Linux进程间通信（七）：消息队列msgget（）、msgsend（）、
msgrcv（）。。。
下⾯来说说如何⽤不⽤消息队列来进⾏进程间的通信，消息队列与命名管道有很多相似之处。有关命名管道的更多内容可以参阅我的另⼀篇⽂章：
⼀、什么是消息队列
消息队列提供了⼀种从⼀个进程向另⼀个进程发送⼀个数据块的⽅法。每个数据块都被认为含有⼀个类型，接收进程可以独⽴地接收含有不同类型的数据结构。我们可以通过发送消息来避免命名管道的同步和阻塞问题。但是消息队列与命名管道⼀样，每个数据块都有⼀个最⼤长度的限制。
Linux⽤宏MSGMAX和MSGMNB来限制⼀条消息的最⼤长度和⼀个队列的最⼤长度。
⼆、在Linux中使⽤消息队列
Linux提供了⼀系列消息队列的函数接⼝来让我们⽅便地使⽤它来实现进程间的通信。它的⽤法与其他两个System V PIC机制，即信号量和共享内存相似。
1、msgget()函数
该函数⽤来创建和访问⼀个消息队列。它的原型为：
int msgget(key_t, key, int msgflg);
与其他的IPC机制⼀样，程序必须提供⼀个键来命名某个特定的消息队列。msgflg是⼀个权限标志，表⽰消息队列的访问权限，它与⽂件的访问权限⼀样。msgflg可以与IPC_CREAT做或操作，表⽰当key所命名的消息队列不存在时创建⼀个消息队列，如果key所命名的消息队列存在时，IPC_CREAT标志会被忽略，⽽只返回⼀个标识符。
它返回⼀个以key命名的消息队列的标识符（⾮零整数），失败时返回-1.
2、msgsnd()函数
该函数⽤来把消息添加到消息队列中。它的原型为：
int msgsend(int msgid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);
msgid是由msgget函数返回的消息队列标识符。
msg_ptr是⼀个指向准备发送消息的指针，但是消息的数据结构却有⼀定的要求，指针msg_ptr所指向
的消息结构⼀定要是以⼀个长整型成员变量开始的结构体，接收函数将⽤这个成员来确定消息的类型。所以消息结构要定义成这样：
struct my_message {
long int message_type;
/* The data you wish to transfer */
};
msg_sz 是msg_ptr指向的消息的长度，注意是消息的长度，⽽不是整个结构体的长度，也就是说msg_sz是不包括长整型消息类型成员变量的长度。
msgflg ⽤于控制当前消息队列满或队列消息到达系统范围的限制时将要发⽣的事情。
如果调⽤成功，消息数据的⼀分副本将被放到消息队列中，并返回0，失败时返回-1.
3、msgrcv()函数
该函数⽤来从⼀个消息队列获取消息，它的原型为
int msgrcv(int msgid, void *msg_ptr, size_t msg_st, long int msgtype, int msgflg);
msgid, msg_ptr, msg_st 的作⽤也函数msgsnd()函数的⼀样。
msgtype 可以实现⼀种简单的接收优先级。如果msgtype为0，就获取队列中的第⼀个消息。如果它的值⼤于零，将获取具有相同消息类型的第⼀个信息。如果它⼩于零，就获取类型等于或⼩于msgtype的绝对值的第⼀个消息。
msgflg ⽤于控制当队列中没有相应类型的消息可以接收时将发⽣的事情。
调⽤成功时，该函数返回放到接收缓存区中的字节数，消息被复制到由msg_ptr指向的⽤户分配的缓存区中，然后删除消息队列中的对应消息。失败时返回-1。
4、msgctl()函数
该函数⽤来控制消息队列，它与共享内存的shmctl函数相似，它的原型为：
int msgctl(int msgid, int command, struct msgid_ds *buf);
command是将要采取的动作，它可以取3个值，
IPC_STAT：把msgid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值，即⽤消息队列的当前关联值覆盖msgid_ds的值。
IPC_SET：如果进程有⾜够的权限，就把消息列队的当前关联值设置为msgid_ds结构中给出的值
IPC_RMID：删除消息队列
buf是指向msgid_ds结构的指针，它指向消息队列模式和访问权限的结构。msgid_ds结构⾄少包括以下成员：
struct msgid_ds
{
uid_t shm_perm.uid;
uid_t shm_perm.gid;
mode_t de;
};
成功时返回0，失败时返回-1.
三、使⽤消息队列进⾏进程间通信
马不停蹄，介绍完消息队列的定义和可使⽤的接⼝之后，我们来看看它是怎么让进程进⾏通信的。由于可以让不相关的进程进⾏⾏通信，所以我们在这⾥将会编写两个程序，msgreceive()和msgsned()来表⽰接收和发送信息。根据正常的情况，我们允许两个程序都可以创建消息，但只有接收者在接收完最后⼀个消息之后，它才把它删除。
接收信息的程序源⽂件为msgreceive.c的源代码为：
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>
struct msg_st
{
long int msg_type;
char text[BUFSIZ];
};
int main(int argc, char **argv)
{
int msgid = -1;
struct msg_st data;
long int msgtype = 0; // 注意1
// 建⽴消息队列
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if (msgid == -1)
{
fprintf(stderr, "msgget failed width error: %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
// 从队列中获取消息，直到遇到end消息为⽌
while (1)
linux下的sleep函数
{
if (msgrcv(msgid, (void *)&data, BUFSIZ, msgtype, 0) == -1)  {
fprintf(stderr, "msgrcv failed width erro: %d", errno);
}
printf("You wrote: %s\n", );
// 遇到end结束
if (, "end", 3) == 0)
{
break;
}
}
// 删除消息队列
if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
发送信息的程序的源⽂件msgsend.c的源代码为：
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>
#define MAX_TEXT 512
struct msg_st
{
long int msg_type;
char text[MAX_TEXT];
};
int main(int argc, char **argv)
{
struct msg_st data;
char buffer[BUFSIZ];
int msgid = -1;
// 建⽴消息队列
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if (msgid == -1)
{
fprintf(stderr, "msgget failed error: %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
// 向消息队⾥中写消息，直到写⼊end
while (1)
{
printf("Enter some text: \n");
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
data.msg_type = 1; // 注意2
, buffer);
// 向队列⾥发送数据
if (msgsnd(msgid, (void *)&data, MAX_TEXT, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgsnd failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
// 输⼊end结束输⼊
if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0)
{
break;
}
sleep(1);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
运⾏结果如下：
四、例⼦分析——消息类型
这⾥主要说明⼀下消息类型是怎么⼀回事，注意msgreceive.c⽂件main()函数中定义的变量msgtype（注释为注意1），它作为msgrcv()函数的接收信息类型参数的值，其值为0，表⽰获取队列中第⼀个可⽤的消息。再来看看msgsend.c⽂件中while循环中的语句data.msg_type = 1（注释为注意2），它⽤来设置发送的信息的信息类型，即其发送的信息的类型为1。所以程序msgreceive()能够接收到程序msgsend()发送的信息。
如果把注意1，即msgreceive.c⽂件main()函数中的语句由long int msgtype = 0；改变为long int msgtype = 2；会发⽣什么情
况，msgreceive()将不能接收到程序msgsend()发送的信息。因为在调⽤msgrcv()函数时，如果msgtype（第四个参数）⼤于零，则将只获取具有相同消息类型的第⼀个消息，修改后获取的消息类型为2，⽽msgsend()发送的消息类型为1，所以不能被msgreceive()程序接收。重新编译msgreceive.c⽂件并再次执⾏，其结果如下：
我们可以看到，msgreceive并没有接收到信息和输出，⽽且当msgsend输⼊end结束后，msgreceive也没有结束，通过jobs命令我们可以看到它还在后台运⾏着。
五、消息队列与命名管道的⽐较
消息队列跟命名管道有不少的相同之处，通过与命名管道⼀样，消息队列进⾏通信的进程可以是不相关的进程，同时它们都是通过发送和接收的⽅式来传递数据的。在命名管道中，发送数据⽤write()，接收数据⽤read()，则在消息队列中，发送数据⽤msgsnd()，接收数据⽤msgrcv()。⽽且它们对每个数据都有⼀个最⼤长度的限制。
与命名管道相⽐，消息队列的优势在于：
1、消息队列也可以独⽴于发送和接收进程⽽存在，从⽽消除了在同步命名管道的打开和关闭时可能产⽣的困难。
2、同时通过发送消息还可以避免命名管道的同步和阻塞问题，不需要由进程⾃⼰来提供同步⽅法。
3、接收程序可以通过消息类型有选择地接收数据，⽽不是像命名管道中那样，只能默认地接收。
参考：
《Linux⾼性能服务器编程》
《UNIX⽹络编程_卷2_进程间通信》

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