IPC通信:Posix消息队列

IPC通信:Posix消息队列

　消息队列可以认为是一个链表。进程（线程）可以往里写消息，也可以从里面取出消息。一个进程可以往某个消息队列里写消息，然后终止，另一个进程随时可以从消息队列里取走这些消息。这里也说明了，消息队列具有随内核的持续性，也就是系统不重启，消息队列永久存在。

创建（并打开）、关闭、删除一个消息队列

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <mqueue.h>   //头文件
  #include <sys/types.h>
  #include <sys/stat.h>
  #include <unistd.h>
  #include <fcntl.h>
  #include <errno.h>   

 #define MQ_NAME ("/tmp")
 #define MQ_FLAG (O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL) // 创建MQ的flag
 #define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH) // 设定创建MQ的权限  

 int main()  

 {
     mqd_t posixmq;
     int rc = ;  

     /*
21     函数说明：函数创建或打开一个消息队列
22     返回值：成功返回消息队列描述符，失败返回-1，错误原因存于errno中
23     */
     posixmq = mq_open(MQ_NAME, MQ_FLAG, FILE_MODE, NULL);  

     if(- == posixmq)
     {
         perror("创建MQ失败");
         exit();
     }  

     /*
33     函数说明：关闭一个打开的消息队列，表示本进程不再对该消息队列读写
34     返回值：成功返回0，失败返回-1，错误原因存于errno中
35     */
     rc = mq_close(posixmq);
     if( != rc)
     {
         perror("关闭失败");
         exit();
     }  

     /*
44     函数说明：删除一个消息队列，好比删除一个文件，其他进程再也无法访问
45     返回值：成功返回0，失败返回-1，错误原因存于errno中
46     */
     rc = mq_unlink(MQ_NAME);
     if( != rc)
     {
         perror("删除失败");
         exit();
     }  

     return ;
 } 

编译并执行：

  root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# gcc -o crtmq crtmq.c
  /tmp/ccZ9cTxo.o: In function `main':
  crtmq.c:(.text+0x31): undefined reference to `mq_open'
  crtmq.c:(.text+0x60): undefined reference to `mq_close'
  crtmq.c:(.text+0x8f): undefined reference to `mq_unlink'
  collect2: ld returned  exit status
  因为mq_XXX()函数不是标准库函数，链接时需要指定；库-lrt；
  root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# gcc -o crtmq crtmq.c -lrt

 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./crtmq
 最后程序并没有删除消息队列（消息队列有随内核持续性），如再次执行该程序则会给出错误信息：
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./crtmq
 创建MQ失败: File  exit()

编译这个程序需要注意几点：

、消息队列的名字最好使用“/”打头，并且只有一个“/”的名字。否则可能出现移植性问题；（还需保证在根目录有写权限,为了方便我在root权限下测试）
、创建成功的消息队列不一定能看到，使用一些方法也可以看到，本文不做介绍；

　　消息队列的名字有如此规定，引用《UNIX网络编程 卷2》的相关描述： mq_open,sem_open,shm_open这三个函数的第一个参数是
一个IPC名字，它可能是某个文件系统中的一个真正存在的路径名，也可能不是。Posix.1是这样描述Posix IPC名字的。
)它必须符合已有的路径名规则（最多由PATH_MAX个字节构成，包括结尾的空字节）
)如果它以斜杠开头，那么对这些函数的不同调用将访问同一个队列，否则效果取决于实现（也就是效果没有标准化）
)名字中的额外的斜杠符的解释由实现定义（同样是没有标准化） 因此，为便于移植起见，Posix IPC名字必须以一个斜杠打头，并且不能再包含任何其他斜杠符。

IPC通信:Posix消息队列读,写

创建消息队列的程序:

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <mqueue.h>   //头文件
  #include <sys/types.h>
  #include <sys/stat.h>
  #include <unistd.h>
  #include <fcntl.h>
  #include <errno.h>   

 #define MQ_NAME ("/tmp")
 #define MQ_FLAG (O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL) // 创建MQ的flag
 #define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH) // 设定创建MQ的权限  

 int main()  

 {
     mqd_t posixmq;
     int rc = ;  

     /*
21     函数说明：函数创建或打开一个消息队列
22     返回值：成功返回消息队列描述符，失败返回-1，错误原因存于errno中
23     */
     posixmq = mq_open(MQ_NAME, MQ_FLAG, FILE_MODE, NULL);  

     if(- == posixmq)
     {
         perror("创建MQ失败");
         exit();
     }  

     /*
33     函数说明：关闭一个打开的消息队列，表示本进程不再对该消息队列读写
34     返回值：成功返回0，失败返回-1，错误原因存于errno中
35     */
     rc = mq_close(posixmq);
     if( != rc)
     {
         perror("关闭失败");
         exit();
     }  

 #if 0
     /*
45     函数说明：删除一个消息队列，好比删除一个文件，其他进程再也无法访问
46     返回值：成功返回0，失败返回-1，错误原因存于errno中
47     */
     rc = mq_unlink(MQ_NAME);
     if( != rc)
     {
         perror("删除失败");
         exit();
     }  

     return ;
 #endif
 } 

编译并执行：

 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# gcc -o crtmq crtmq.c -lrt
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./crtmq
 程序并没有删除消息队列（消息队列有随内核持续性），如再次执行该程序则会给出错误信息：
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./crtmq
 创建MQ失败: File  exit()
向消息队列写消息的程序：

消息队列的读写主要使用下面两个函数：
/*头文件*/
#include <mqueue.h>  

/*返回：若成功则为消息中字节数，若出错则为-1 */
int mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned msg_prio); 

/*返回：若成功则为0， 若出错则为-1*/
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned *msg_prio);  

/*消息队列属性结构体*/
struct mq_attr {
   long mq_flags;       /* Flags: 0 or O_NONBLOCK */
   long mq_maxmsg;      /* Max. # of messages on queue */
   long mq_msgsize;     /* Max. message size (bytes) */
   long mq_curmsgs;     /* # of messages currently in queue */
};

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <mqueue.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <sys/stat.h>
  #include <unistd.h>
  #include <fcntl.h>
  #include <errno.h>  

 /*向消息队列发送消息，消息队列名及发送的信息通过参数传递*/
 int main(int argc, char *argv[])
 {
     mqd_t mqd;
     char *ptr;
     size_t len;
     unsigned int prio;
     int rc;  

     if(argc != )
     {
         printf("Usage: sendmq <name> <bytes> <priority>\n");
         exit();
     }  

     len = atoi(argv[]);
     prio = atoi(argv[]);    

     //只写模式找开消息队列
     mqd = mq_open(argv[], O_WRONLY);
     if(- == mqd)
     {
         perror("打开消息队列失败");
         exit();
     }  

     // 动态申请一块内存
     ptr = (char *) calloc(len, sizeof(char));
     if(NULL == ptr)
     {
         perror("申请内存失败");
         mq_close(mqd);
         exit();
     }  

     /*向消息队列写入消息，如消息队列满则阻塞，直到消息队列有空闲时再写入*/
     rc = mq_send(mqd, ptr, len, prio);
     if(rc < )
     {
         perror("写入消息队列失败");
         mq_close(mqd);
         exit();
     }     

     // 释放内存
     free(ptr);
     return ;
 } 

编译并执行：

 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# gcc -o sendmq sendmq.c -lrt
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./sendmq /tmp
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./sendmq /tmp
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./sendmq /tmp
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./sendmq /tmp
　　上面先后向消息队列“/tmp”写入了四条消息，因为先前创建的消息队列只允许存放3条消息，本次第四次写入时程序会阻塞。直到有另外进程从消息队列取走消息后本次写入才成功返回。

读消息队列：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <mqueue.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <errno.h>  

/*读取某消息队列,消息队列名通过参数传递*/
int main(int argc, char *argv[])
{
    mqd_t mqd;
    struct mq_attr attr;
    char *ptr;
    unsigned int prio;
    size_t n;
    int rc;  

    if(argc != )
    {
        printf("Usage: readmq <name>\n");
        exit();
    }  

    /*只读模式打开消息队列*/
    mqd = mq_open(argv[], O_RDONLY);
    if(mqd < )
    {
        perror("打开消息队列失败");
        exit();
    }     

    // 取得消息队列属性，根据mq_msgsize动态申请内存
    rc = mq_getattr(mqd, &attr);
    if(rc < )
    {
        perror("取得消息队列属性失败");
        exit();
    }  

    /*动态申请保证能存放单条消息的内存*/
    ptr = calloc(attr.mq_msgsize, sizeof(char));
    if(NULL == ptr)
    {
        printf("动态申请内存失败\n");
        mq_close(mqd);
        exit();
    }     

    /*接收一条消息*/
    n = mq_receive(mqd, ptr, attr.mq_msgsize, &prio);
    if(n < )
    {
        perror("读取失败");
        mq_close(mqd);
        free(ptr);
        exit();
    }  

    printf("读取 %ld 字节\n  优先级为 %u\n", (long)n, prio);
    return ;
} 

编译并执行：

  root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# vi readmq.c
  root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# vi readmq.c
  root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# gcc -o readmq readmq.c -lrt
  root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./readmq /tmp
  读取  字节
    优先级为
  root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./readmq /tmp
  读取  字节
    优先级为
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./readmq /tmp
 读取  字节
   优先级为
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./readmq /tmp
 读取  字节
     优先级为
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./readmq /tmp

　　程序执行五次，第一次执行完，先前阻塞在写处的程序成功返回。第五次执行，因为消息队列已经为空，程序阻塞。直到另外的进程向消息队列写入一条消息。另外，还可以看出Posix消息队列每次读出的都是消息队列中优先级最高的消息。

IPC通信:Posix消息队列的属性设置

Posix消息队列的属性使用如下结构存放：
struct mq_attr
{
    long mq_flags; /*阻塞标志位，0为非阻塞(O_NONBLOCK)*/
    long mq_maxmsg; /*队列所允许的最大消息条数*/
    long mq_msgsize; /*每条消息的最大字节数*/
    long mq_curmsgs; /*队列当前的消息条数*/
};
队列可以在创建时由mq_open()函数的第四个参数指定mq_maxmsg，mq_msgsize。 如创建时没有指定则使用默认值，一旦创建，则不可再改变。
队列可以在创建后由mq_setattr()函数设置mq_flags 

#include <mqueue.h>  

/*取得消息队列属性，放到mqstat地fh*/
int mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *mqstat);  

/*设置消息队列属性，设置值由mqstat提供，原先值写入omqstat*/
int mq_setattr(mqd_t mqdes, const struct mq_attr *mqstat, struct mq_attr *omqstat);  

均返回：若成功则为0，若出错为- 

程序获取和设置消息队列的默认属性：
 #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <mqueue.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <sys/stat.h>
  #include <unistd.h>
  #include <fcntl.h>
  #include <errno.h>  

 #define MQ_NAME ("/tmp")
 #define MQ_FLAG (O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL) // 创建MQ的flag
 #define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH) // 设定创建MQ的权限  

 int main()
 {
     mqd_t posixmq;
     int rc = ;  

     struct mq_attr mqattr;  

     // 创建默认属性的消息队列
     posixmq = mq_open(MQ_NAME, MQ_FLAG, FILE_MODE, NULL);
     if(- == posixmq)
     {
         perror("创建MQ失败");
         exit();
     }  

     // 获取消息队列的默认属性
     rc = mq_getattr(posixmq, &mqattr);
     if(- == rc)
     {
         perror("获取消息队列属性失败");
         exit();
     }  

     printf("队列阻塞标志位：%ld\n", mqattr.mq_flags);
     printf("队列允许最大消息数：%ld\n", mqattr.mq_maxmsg);
     printf("队列消息最大字节数：%ld\n", mqattr.mq_msgsize);
     printf("队列当前消息条数：%ld\n", mqattr.mq_curmsgs);  

     rc = mq_close(posixmq);
     if( != rc)
     {
         perror("关闭失败");
         exit();
     }  

     rc = mq_unlink(MQ_NAME);
     if( != rc)
     {
         perror("删除失败");
         exit();
     }
     return ;
 } 

编译并执行：
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# gcc -o attrmq attrmq.c -lrt
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./attrmq
 队列阻塞标志位：
 队列允许最大消息数：
 队列消息最大字节数：
 队列当前消息条数：
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# 

设置消息队列的属性：

  #include <stdio.h>
  #include <stdlib.h>
  #include <mqueue.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <sys/stat.h>
  #include <unistd.h>
  #include <fcntl.h>
  #include <errno.h>  

 #define MQ_NAME ("/tmp")
 #define MQ_FLAG (O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL) // 创建MQ的flag
 #define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH) // 设定创建MQ的权限  

 int main()
 {
     mqd_t posixmq;
     int rc = ;  

     struct mq_attr mqattr;  

     // 创建默认属性的消息队列
     mqattr.mq_maxmsg = ; // 注意不能超过系统最大限制
     mqattr.mq_msgsize = ;
     //posixmq = mq_open(MQ_NAME, MQ_FLAG, FILE_MODE, NULL);
     posixmq = mq_open(MQ_NAME, MQ_FLAG, FILE_MODE, &mqattr);  

     if(- == posixmq)
     {
         perror("创建MQ失败");
         exit();
     }  

     mqattr.mq_flags = ;
     mq_setattr(posixmq, &mqattr, NULL);// mq_setattr()只关注mq_flags，adw  

     // 获取消息队列的属性
     rc = mq_getattr(posixmq, &mqattr);
     if(- == rc)
     {
         perror("获取消息队列属性失败");
         exit();
     }  

     printf("队列阻塞标志位：%ld\n", mqattr.mq_flags);
     printf("队列允许最大消息数：%ld\n", mqattr.mq_maxmsg);
     printf("队列消息最大字节数：%ld\n", mqattr.mq_msgsize);
     printf("队列当前消息条数：%ld\n", mqattr.mq_curmsgs);  

     rc = mq_close(posixmq);
     if( != rc)
     {
         perror("关闭失败");
         exit();
     }    

     rc = mq_unlink(MQ_NAME);
     if( != rc)
     {
         perror("删除失败");
         exit();
     }

     return ;
 }
复制代码
编译运行：

复制代码
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# gcc -o setattrmq setattrmq.c -lrt
 root@linux:/mnt/hgfs/C_libary# ./setattrmq
 队列阻塞标志位：
 队列允许最大消息数：
 队列消息最大字节数：
 队列当前消息条数：
本文转自：http://blog.csdn.net/liuhongxiangm/article/details/8716232