进程通信——消息队列

、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是有一个类型，接收者进程接收的数据块可以有不同的类型值。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。消息队列与管道不同的是，消息队列是基于消息的，而管道是基于字节流的，且消息队列的读取不一定是先入先出。消息队列与命名管道有一样的不足，就是每个消息的最大长度是有上限的（MSGMAX），每个消息队列的总的字节数是有上限的（MSGMNB），系统上消息队列的总数也有一个上限（MSGMNI）。

注：消息队列、共享内存和信号量都有一个共同的数据结构。

二、函数

1、创建消息队列或取得已存在的消息队列

int msgget(key_t key, int msgflg);

参数：

 key：可以认为是一个端口号，也可以由函数ftok生成。
 msgflg： 
（1）IPC_CREAT  如果IPC不存在，则创建一个IPC资源，否则打开操作。
（2）IPC_EXCL：只有在共享内存不存在的时候，新的共享内存才建立，否则就产生错误。

如果单独使IPC_CREAT，XXXget()函数要么返回一个已经存在的共享内存的操作符，要么返回一个新建的共享内存的标识符。

（3）如果将IPC_CREAT和IPC_EXCL标志一起使用，XXXget()将返回一个新建的IPC标识符；如果该IPC资源已存在，或者返回-1。
    IPC_EXEL标志本身并没有太大的意义，但是和IPC_CREAT标志一起使用可以用来保证
所得的对象是新建的，而不是打开已有的对象。
2.向队列读/写消息

从消息队列中取消息

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int
msgflg);

将数据放到消息队列中

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

参数：

msqid:消息队列的标识码

msgp:指向消息缓冲区的指针，此位置用来暂存发送和接受的消息，是一个用户可定义的数据结构。

struct msgstru{
    long mtype; //大于0
    char mtext[用户指定大小];
};

msgsz:消息的大小

msgtype:从消息队列内读取消息的形态，如果值为零，表示消息队列中所有值都会被读取。

msgflg:用来指明核心程序在队列没有数据的情况下所应采取的行动

（1）如果msgflg和常数IPC_NOWAIT合用，则在msgsnd()执行时若是消息队列已满，则msgsnd()将不会阻塞，会立即返回-1。

（2）如果执行的是msgrcv()，则在消息队列呈空时，不做等待马上返回-1。

（3）当msgflg为0时，msgsnd()及msgrcv()在队列呈满或呈空的情形时，采取阻塞等待的处理模式。

3.设置消息队列属性

int msgctl ( int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf );

参数：

msgctl 系统调用对 msgqid 标识的消息队列执行 cmd 操作，系统定义了 3 种 cmd 操作（1）IPC_STAT : 该命令用来获取消息队列对应的 msqid_ds 数据结构，并将其保存到 buf 指定的地址空间。
 （2）  IPC_SET : 该命令用来设置消息队列的属性，要设置的属性存储在buf中。 
 （3）  IPC_RMID : 从内核中删除 msqid 标识的消息队列。

例子：

comm.h

#pragma once
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<stdio.h>
#include<sys/msg.h>
#include<string.h>
#define _PATH_NAME_ "/tmp"
#define _PROJ_ID_ 0x6666
#define _SIZE_ 1024

extern int serve_type;
extern int client_type;
struct msgbuf
{
    long mtype;
    char mtext[_SIZE_];
};
int create_msg_queue();
int get_msg_queue();

void destory_msg_queue(int msg_id);
void recv_msg_queue(int msg_id,char* out,int _type);

int  create_msg_queue();
void send_msg_queue(int msg_id,const char*msg,int _type);

comm.c

#include"comm.h"

#include<stdio.h>
#include<error.h>
#include<sys/msg.h>
#include<string.h>
#include"comm.h"
int serve_type=1;
int client_type=2;

static int  comm_msg_queue(int flag)
{
    key_t _key = ftok(_PATH_NAME_,_PROJ_ID_);
    if(_key<0)
    {
        perror("ftok");
        return -1;
    }
    int msg_id = msgget(_key,IPC_CREAT | IPC_EXCL);
    if(msg_id < 0)
    {
        perror("msgget");
        return -2;
    }
    return msg_id;
}

int  create_msg_queue()
{
    int flag = IPC_CREAT | IPC_EXCL|0666;
    return comm_msg_queue(flag);
}

int get_msg_queue()
{
    int flag = IPC_CREAT;
    return comm_msg_queue(flag);
}
void destory_msg_queue(int msg_id)
{
    if(msgctl(msg_id,IPC_RMID,NULL)<0)
    {
        perror("msgctl");
    }
}

void send_msg_queue(int msg_id,const char*msg,int _type)
{
    struct msgbuf data;
    memset(data.mtext,'\0',sizeof(data.mtext));
    data.mtype = _type;
    strcpy(data.mtext,msg);

    if(msgsnd(msg_id,&data,sizeof(data.mtext),0)<0)    
    {
        perror("msgsnd");
    }
}
void recv_msg_queue(int msg_id,char* out,int _type)
{
    struct msgbuf data;
    memset(data.mtext,'\0',sizeof(data.mtext));
    data.mtype = _type;
    if(msgrcv(msg_id,&data,sizeof(data.mtext),_type,0)<0)
    {
        perror("msgrcv");    
    }
    else
    {
        strcpy(out,data.mtext);
    }
}

serve.c

#include"comm.h"
int main()
{
    int msg_id = create_msg_queue();
    if(msg_id < 0)
    {
        perror("msgget");
        return 0;
    }

    int done = 0;
    char buf[_SIZE_];
    while(!done)
    {
        memset(buf,'\0',sizeof(buf));
        recv_msg_queue(msg_id,buf,client_type);
        printf("client#",buf);
        printf("Please Enter#");
        fflush(stdout);
        ssize_t _s=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
        if(_s > 0)
        {
            buf[_s]='\0';//bug

        }

        send_msg_queue(msg_id,buf,serve_type);
    }
    destory_msg_queue(msg_id);
    return 0;
}

client.c

#include"comm.h"
int main()
{
    int msg_id = get_msg_queue();

    int done = 0;
    char buf[_SIZE_];
    while(!done)
    {
        printf("Please Enter#");
        fflush(stdout);
        ssize_t _s=read(0,buf,sizeof(buf)-1);
        if(_s > 0)
        {
            buf[_s]='\0';//bug

        }

        send_msg_queue(msg_id,buf,client_type);
        memset(buf,'\0',sizeof(buf));
        recv_msg_queue(msg_id,buf,serve_type);
        printf("serve#%s",buf);
    }
    destory_msg_queue(msg_id);
    return 0;
}