进程间的通信 2 消息队列

system V IPC

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IPC : Inter-Process Communication (进程间通讯)
System V IPC 对象共有三种：

消息队列
共享内存
信号量

System V IPC 是由内核维护的若干个对象，通过ipcs命名查询
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每个 IPC 对象都有一个唯一的 ID，可以通过ftok()函数生成

1.重点!重点!重点 ftok函数:

1.函数头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
2.函数原型
key_tftok(const char*pathname,int proj_id);
3.函数参数
pathname:路径名(文件的inode节点号)//随便取,但必须要是文件存在
proj_id: 8bit的proj_id整数//随便取，但最好取128以内数字
4.函数返回值
成功:返回合成的key
失败:-1,并设置errno

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2.消息队列：

2. 1消息队列的简介

消息队列就是一个消息的列表，进程可以在消息队列中添加消息和的读取消息
消息队列具有FIFO的特性，具有无名管道与有名管道各自的优势，可以支持任意两个进程的进程间通讯

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消息队列是属于 Sytem V IPC 的一种，由内核维护与管理，通过 ipcs -q 查看

2.2 创建消息队列:

创建消息队列是时调用msgget 函数

1.函数头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
2.函数原型
int msgget(key_t key,int msgflg);
3.函数参数
key:由ftok函数合成
msgflg:消息队列标志IPC_CREAT创建标志IPC_EXCL(权限控制标志) 如果消息队列存在,则报错，errno设置为EEXIST
4.函数返回值
成功:返回消息队列id
失败:返回-1，并设置errno

注意!注意! 注意! 创建消息队列用的最多的方式是：

int ret = msgget(key, 0644 | IPC_CREAT);
//这是创建消息队列最常见的格式 0644代表权限，key代表键值；

2.3 发送消息和接受消息函数

发送消息函数 msgsnd：

1.函数头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
2.函数原型
int msgsnd(int msqid,const void* msgp,size_t msgsz,int msgflg);
3.函数参数:msqid:消息队列IDmsgp:消息结构体指针msgsz:消息内容的长度msgflg:消息队列标志，默认可以填0,IPC_NOWAIT,可以设置非阻塞//最常用的是0
4.函数返回值
成功:返回0
失败:-1,并设置errno

接收消息函数 msgrcv :

1.函数头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
2.函数原型
ssize_t msgrcv(int msqid,void* msgp,size_t msgsz,long msgtyp,int msgflg);
3.函数参数
msqid:消息队列id
msgp:消息结构指针
msgsz:最大读取的字节数
msgtyp:消息类型
msgflg:消息队列标志，默认可以填0，IPC_NOWAIT,可以设置非阻塞
4.函数返回值:
成功:返回实际读取消息内容的字节数
失败:-1,并设置errno

2.4 删除消息队列函数

删除消息队列需要调用 msgctl函数:

1.函数头文件
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
2.函数原型
int msgctl(int msqid,int cmd,struct msqid_ds*buf);
3.函数参数:
msqid:消息队列id 
cmd:命令字IPC_STAT:获取消息队列属性IPC_SET:设置消息队列属性IPC_RMID:删除消息队列，用此命名时，第三个参数为NULL 
buf:消息队列属性结构体对象指针
函数返回值
成功:IPC_STAT,IPC_SET,and IPC_RMID 返回0 
失败:返回-1,并设置errno

重点！重点！重点!:
删除消息队列的固定格式是:

int ret = msgctl(msqid,IPC_RMID,NULL)//msqid 为消息队列编号,
//这是删除消息队列固定格式

2.5 测试实例(cpp代码):

using namespace std;
#include <iostream>
#include <string.h> 
#include <cstdlib>
#include <string>
#include <cstdio>
#include <unistd.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <strings.h>
#define PATH  "/mnt/hgfs"
#define PRO_ID 78
#define SIZE 128
#define MTYPE1 10
#define MTYPE2 20
//此题目标，创造两个子进程,并用父进程给他们发消息
typedef struct msg{long mtype;char mtext[SIZE];
}MSGBUF;
int main(){key_t key = ftok(PATH,PRO_ID);if(key == -1){cout << "create key fail" << endl;exit(EXIT_FAILURE); }pid_t pid1 = fork();if(pid1 == -1){cout << "create pid1 failed"  << endl;exit(EXIT_FAILURE);}else if(pid1 == 0){sleep(2);int rmisgid1 = msgget(key,IPC_CREAT | 0644);if(rmisgid1 == -1){cout << "rmisgid1 failed" << endl;exit(EXIT_FAILURE); }MSGBUF sbuf1;//清空sbuf1里的东西bzero(&sbuf1,sizeof(sbuf1));ssize_t rtypes = msgrcv(rmisgid1,&sbuf1,SIZE,MTYPE1,0);if(rtypes == -1){cout << "rtypes false"<< endl;exit(EXIT_FAILURE); }cout << "rmisgid1接受到的消息是:"; printf("%s\n",sbuf1.mtext); }else if(pid1 > 0){pid_t pid2 = fork();if(pid2 == -1){cout << "create pid2 failed" << endl;exit(EXIT_FAILURE);}else if(pid2 == 0){sleep(2);int rmisgid2 = msgget(key,IPC_CREAT | 0644);if(rmisgid2 == -1){cout << "rmisgid2 failed" << endl;exit(EXIT_FAILURE);}MSGBUF sbuf2;//清空sbuf1里的东西bzero(&sbuf2,sizeof(sbuf2));ssize_t rtypes = msgrcv(rmisgid2,&sbuf2,SIZE,MTYPE2,0);if(rtypes == -1){cout << "rtypes false"<< endl;exit(EXIT_FAILURE); }cout << "rmisgid2接受到的消息是:"; printf("%s\n",sbuf2.mtext); }else{int msgid = msgget(key,IPC_CREAT | 0644);//创建结构体buf1MSGBUF buf1;buf1.mtype = MTYPE1;strcpy(buf1.mtext,"hellow world");int ret = msgsnd(msgid,&buf1,SIZE,0);if(ret == -1){cout << "msgsnd failed" << endl;exit(EXIT_FAILURE);}//创建结构体buf2MSGBUF buf2;buf2.mtype = MTYPE2;strcpy(buf2.mtext,"hellow c++");int ret1 = msgsnd(msgid,&buf2,SIZE,0);if(ret1 == -1){cout << "msgsnd1 failed" << endl;exit(EXIT_FAILURE); }int figure = 0;waitpid(-1,NULL,0);waitpid(-1,NULL,0);}} return 0;
}