Linux进程IPC浅析[进程间通信SystemV消息队列]-白红宇

Linux进程IPC浅析[进程间通信SystemV消息队列]

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发布时间：2019-05-22

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Linux进程IPC浅析[进程间通信SystemV消息队列]

System V IPC的概述

System V IPC对象访问

System V IPC消息队列

System V IPC的概述

System V Ipc概述：

1:Unix系统存在信号，管道和命名管道等基本通信机制

2:System V引入三种高级进程间通信机制

消息队列,共享内存和信号量

IPC对象存在于内核中而不是文件系统中，由用户控制释放，不像管道的释放由内核控制

3:IPC对象用过其标识符来引用和访问，所有IPC对象在内核空间中有唯一性表示ID，在用户空间中的唯一标识为key

Linux IPC继承来自System V Ipc

System V IPC对象访问

IPC对象是全部对象

可用ipcs，ipcrm等命令查看或删除

从上面我们可以看到共享内存端.信号量数组和消息队列

每个IPC对象的都由get函数创建

msgget，shmget，semget调用get函数时必须制定关键字key

IPC对象的权限和所有者结构体:struct ipc_perm{    uid_t uid;    gid_t gid;    uid_t cuid;    gid_t cgid;    mode_t mode;//权限    ......;}

System V IPC消息队列

消息队列概述:

1:消息队列是内核中的一个链表

2:用户进程将数据传输到内核后，内核重新添加一些如用户ID，组ID，读写进程的ID和优先级等相关信息后并打成一个数据包成为消息

3:允许一个或者多个进程往消息队列中写消息和读消息，但一个消息只能被一个进程读取，读取完毕后就自动删除

4:消息队列具有一定的FIFO特性，消息可以按照顺序发送到队列中，也可以几种不同的方式从队列中读取，每个消息队列在内核中用一个唯一的IPC标识ID表示

5:消息队列的实现包括创建和打开消息队列，发送消息，读取消息，和控制消息队列四种操作

消息队列属性:

消息队列的属性：struct msgid_ds{    struct ipc_perm msg_perm;//IPC对象的权限和所有者结构体    msgqnum_t msg_qnum; //队列中的消息个数    msglen_t msg_qbytes; //队列中最大的字节数    pid_t msg_lspid; //最后一个消息发送者的pid    pid_t msg_lrpid; //最后一个消息接受者的pid    time_t msg_stime; //最后发送的时间    time_t msg_ctime; //消息队列最后改变的时间    ......}

消息队列函数:

打开或者创建消息队列

#include
   
    int msgget(key_t key,int flag);返回：成功返回内核中消息队列的表示ID，出错返回-1(不存在则创建,存在则打开)参数：    key：用户指定的消息队列健值    flag:IPC_CREAT,IPC_EXCL等权限组合(IPC_CREATE | IPC_EXCL |0777)    注意：若创建消息队列，key可制定健值，也可将之设置为    IPC_PRIVATE.若打开进行查询，则key不能为0必须是一个非0的值否则查询不到；

消息队列的控制函数：

#include
   
    int msgctl(int msgid,int cmd,struct msqid_ds *buf);返回:成功返回0，出错返回-1参数：    msgid:消息队列ID    buf:消息队列属性指针    cmd(有很多):        IPC_STAT获取消息队列的属性，取此队列的msqid_ds结构，并将其存放在buf指向的结构中去        IPC_SET:设置属性，按有buf指向的结构中的值,设置与此队列相关的结构中的字段        IPC_RMID:删除队列，从系统中删除该消息队列以及仍在该队列上的所有数据

消息队列的发送函数：

消息队列的发送：#include
   
    int msgsnd(int msgqid,const void *ptr,size_t nbytes,int flag);返回:成功返回0,出错返回-1-------------参数ptr:struct mymesg{    long mtype; //消息类型    char mtext[512] //消息数据的本身}    mtype指的是消息的类型，它由一个证书来代表，并且它只能是大于0的整数mtext是消息数据的本身(文本或者二进制类型都可以)在Linux中，消息的最大长度是4056个字节，其中包括mtype，它占有4个字节结构体mymesg用户可自定义，但是第一个成员必须是mtype-------------参数nbytes:     指定消息的大小，不包括mtype的大小,也就是仅仅只是消息本身的大小(sizeof(struct mymesg) - sizeof(long))参数flag:    0:阻塞    IPC_NOWAIT:类似与文件I/O的非阻塞状态    若消息队列已经满了(或者是队列中的消息总数等于系统限制值，或队列中的字节总数等于系统限制值):    指定IPC_NOWAIT        使得msgsnd立即出错返回EAGAIN，    如果指定0,则进程        阻塞直到有空间可以容纳要发送的消息        或从系统中删除了此队列        或捕捉到一个信号，并且从信号处理程序返回

消息队列的接受

#include
   
    ssize_t msgrcv(int msgqid,void *ptr,size_t nbytes,long type,int flag);返回:成功返回消息的数据部分长度，出错返回-1参数：    msgqid:消息队列ID    ptr:指向存放消息的缓存    nbytes:消息缓存的大小，不包括mtype的大小，计算方式：nbytes = sizeof(struct mymesg) - sizeof(long)如果大小不对,那么可能不能获取完整的消息;    type:消息类型        type==0 :获得消息队列中的第一个消息        type>0:获得消息队列中类型为type的第一个消息        type<0:获得消息队列中小于或等于type绝对值的消息    flag:0或者IPC_NOWAIT

直接上代码,msg_send

/* * =========================================================================== * *       Filename:  msg_send.c *    Description:  消息的发送 *        Version:  1.0 *        Created:  2017年04月10日 21时54分13秒 *       Revision:  none *       Compiler:  gcc *         Author:   (),  *        Company:   * * =========================================================================== */#include
   
    #include
    
     #include
     
      #include
      
       #define BUFFER 1024typedef struct{  long type;  char content[BUFFER];}MSG;int main(int argc,char * argv[]){  if(argc < 2){    printf("缺少参数");    exit(EXIT_FAILURE);  }   //传入的字符串转换为整形  key_t key = atoi(argv[1]);  printf("key:%d\n",key);  int msg_id;  //第一次是创建,第二次是获取  if((msg_id = msgget(key,IPC_CREAT|IPC_EXCL|0777)) < 0){      printf("msg error\n");  }  MSG msg1 = {
  1,"hello"};  MSG msg2 = {
  2,"world"};  MSG msg3 = {
  5,"nihao"};  MSG msg4 = {
  7,"woshizzf"};  if(msgsnd(msg_id,&msg1,sizeof(MSG)-sizeof(long),IPC_NOWAIT) != 0){      printf("send msg1 error\n");  }  if(msgsnd(msg_id,&msg2,sizeof(MSG)-sizeof(long),IPC_NOWAIT) != 0){      printf("send msg2 error\n");  }  if(msgsnd(msg_id,&msg3,sizeof(MSG)-sizeof(long),IPC_NOWAIT) != 0){      printf("send msg3 error\n");  }  if(msgsnd(msg_id,&msg4,sizeof(MSG)-sizeof(long),IPC_NOWAIT) != 0){      printf("send msg4 error\n");  }  struct msqid_ds ds;  if(msgctl(msg_id,IPC_STAT,&ds) != 0){     perror("msgctl error");  }  printf("msg total:%ld\n",ds.msg_qnum);  printf("msg id:%d\n",msg_id);  return 0;}

msg_get.c

/* * =========================================================================== * *       Filename:  msg_get.c *    Description:   *        Version:  1.0 *        Created:  2017年04月10日 22时33分28秒 *       Revision:  none *       Compiler:  gcc *         Author:   (),  *        Company:   * * =========================================================================== */#include
   
    #include
    
     #include
     
      #include
      
       #define BUFFER 1024typedef struct{  long type;  char content[BUFFER];}MSG;int main(int argc ,char * argv[]){  if(argc < 3){      printf("参数错误");      exit(EXIT_FAILURE);  }  key_t key = atoi(argv[1]);  long type = atoi(argv[2]);  printf("key:%d,type:%ld\n",key,type);  int msg_id;  if((msg_id = msgget(key,0777)) < 0){    perror("get msg error");  }  printf("msg_id:%d\n",msg_id);  MSG m;  if(msgrcv(msg_id,&m,sizeof(MSG)-sizeof(long),type,IPC_NOWAIT) < 0){      perror("get msg error\n");  }else{    printf("msg get type:%ld,content:%s\n",m.type,m.content);  }  return 0;}

以上就是很简单的关于消息队列的调试代码.很简单.欢迎补充

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