进程间通信–消息队列
- 2021 年 4 月 7 日
- 筆記
- Linux下进程间通信
消息队列（message queue）:是进程间通讯的一种常用的方式，可以传递多种类型的数据流，可以实现异步传输。
消息队列是两个或者多个应用程序约定好的一种交互方式，体现在彼此知晓共同的消息队列 ID， 该收取哪种类型的消息。
下面开始介绍应用的过程，附着的代码是在某公司开发feature时候加入的
1. 创建IPC key
key_t ftok(const char* pathname, int proj_id)
- pathname 是一个文件的路径，需要注意的是在实际进程间通讯时，需要保证pathname一直存在且不会被修改， proj_id是一个标识符，常用一个字符表示
- 两个进程想要实现消息队列通信，必须有相同的key,因此pathname，proj_id是相同的
- 创建成功返回key_t值，失败为-1，原因可查看errno
- 代码如下：
#define NEIGBOR_INFO_GET "/tmp" #define NEIGBOR_INFO_GET_PROJ 'x' ... key = ftok(NEIGBOR_INFO_GET, NEIGBOR_INFO_GET_PROJ); if(key == -1) { printf("[%s][%d] creat key error!\n", __FUNCTION__, __LINE__); return res; }
2. 获取消息队列 ID
int msgget(key_t key, int msgflg)
- key是ftok创建所得，flag是对消息队列的操作，常用IPC_CREAT，即如果消息队列已存在，则返回消息队列 ID,否则创建新的消息队列， 返回 ID
- 消息队列在创建的时候是可以设置读写权限的 | 0666即 设置为可读可写
- flag如果指定为IPC_CREAT | IPC_EXCL ，在消息队列已存在下，会返回-1， errno为EEXIST
- 返回值为消息队列的 ID， 否则为-1， 原因可查看errno
- 代码如下：
...
int gs_getneigborinfo_qid; ... gs_getneigborinfo_qid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666); if(gs_getneigborinfo_qid == -1) { printf("[%s][%d], create message deque error!\n", __FUNCTION__, __LINE__); return res; }
3. 消息类型定义 msgbuf
msgbuf定义有一定的规范，常用如下：
struct msgbuf { long type; char mtext[1]; };
每一个msg中必须含有一个 long 类型的type,用于区分消息类型，后面的数据是可以自定义的，如下：
... #define CHASSISID_MAX_SIZE 255 #define PORTID_MAX_SIZE 255 ... struct neighborInfo { long type; char chassis_id[CHASSISID_MAX_SIZE + 1]; char port_id[PORTID_MAX_SIZE + 1]; };
4. 发送消息 msgsnd
int msgsnd(int msgid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg)
- msgid:指定的消息队列 ID
- msgp:待发送的数据buff
- msgsz：待发送数据大小，常用sizeof(struct msgbuf) – sizeof(long)
- msgflg:常为0:表示阻塞发送，ICP_NOWAIT:非阻塞发送
- 成功返回0，否则为-1， 错误码为errno
- 代码如下：
... #define RESPONSE_INFO_TYPE 1 #define REQUEST_INFO_TYPE 2 struct neighborInfo temp; memset(&temp, 0, sizeof(temp)); int rs = -1; temp.type = REQUEST_INFO_TYPE; ... rs = msgsnd(gs_getneigborinfo_qid, &temp, sizeof(temp) - sizeof(long), IPC_NOWAIT); if(rs == -1) { printf("[%s][%d] msg send error!\n", __FUNCTION__, __LINE__); // pthread_mutex_unlock(&gs_pthread_lock); return rs; }
5. 接收消息 msgrcv
ssize_t msgrcv(int msgid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg)
- msgtyp:需要接收的消息类型，如果为0， 则读取消息队列的第一条消息，不管其消息类型
- 读取成功返回读取的消息长度，否则为-1，错误码查看errno
- 代码如下：
...
// need to recv info memset(&temp, 0, sizeof(temp)); int count = 200; do { rs= msgrcv(gs_getneigborinfo_qid, &temp, sizeof(temp), RESPONSE_INFO_TYPE, IPC_NOWAIT); count--; if(rs == -1) { usleep(1000); // wait 1ms to rerecive data } } while(rs == -1 && count > 0 && errno == ENOMSG);
...
6. 消息队列控制 msgctl
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
- msgid:消息队列 ID
- cmd：控制命令 IPC_STAT::将消息队列信息存放到buf中，IPC_RMID:删除消息队列
- buf: 消息队列信息存放
struct msqid_ds { struct ipc_perm msg_perm; /* Ownership and permissions */ time_t msg_stime; /* Time of last msgsnd(2) */ time_t msg_rtime; /* Time of last msgrcv(2) */ time_t msg_ctime; /* Time of last change */ unsigned long __msg_cbytes; /* Current number of bytes in queue (nonstandard) */ msgqnum_t msg_qnum; /* Current number of messages in queue */ msglen_t msg_qbytes; /* Maximum number of bytes allowed in queue */ pid_t msg_lspid; /* PID of last msgsnd(2) */ pid_t msg_lrpid; /* PID of last msgrcv(2) */ }; The ipc_perm structure is defined as follows (the highlighted fields are settable using IPC_SET): struct ipc_perm { key_t __key; /* Key supplied to msgget(2) */ uid_t uid; /* Effective UID of owner */ gid_t gid; /* Effective GID of owner */ uid_t cuid; /* Effective UID of creator */ gid_t cgid; /* Effective GID of creator */ unsigned short mode; /* Permissions */ unsigned short __seq; /* Sequence number */ };
