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嵌入式学习——进程间通信方式（4）—— 消息队列

news 2025/5/11 12:57:55

一、基本概念

消息队列是一个进程向另一个进程发送一个数据块，每个数据块都含有一个类型，接收方可以接收自己想要的消息类型。

消息队列、信号的区别：信号能承载的数据量较小，而队列能够存放大量自定义的数据。

消息队列、管道的区别：

① 、有名管道和消息队列都可以通过不同进程传输数据，都是要发送和接收数据，但是有名管道利用的是read()、write()函数，而消息队列则是通过msgsnd()、msgrev()。

②、管道只能传输无字节流的数据，而消息队列可以支持各种类型的数据，有格式的字节流

③、消息队列可以选择想要读取的数据，可以根据消息类型来接收，而管道只能按数据流读取出来（像水管一样）。

二、基本流程

1）创建或获取一个消息队列对象

    int msgget(key_t key, int msgflg);

key：不同的进程可以通过访问相同的key，来操作同一个消息队列，实现数据的传输，其中可以利用宏IPC_PRIVATE，这个宏的取值为0，创建当前进程的私有消息队列。

msgflg：创建消息队列模式的参数

O_CREAT：如果不存在相同key的消息队列，则创建一个；如果存在相同的消息队列，则返回标识符msqid。一般在创建时与0600进行位运算 O_CREAT | 0600，给创建的文件指定一个权限。

O_CREAT | O_EXCL：表示如果这个key在内核存在一个消息队列则返回一个错误描述，如果不存在则创建一个。

2）封装消息的结构体

struct msgbuf {long mtype;       /* 消息类型必须大于0 */char mtext[1];    /* 消息内容，可以是其他任何类型*/};

3）发送、接收消息队列

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

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

msqid：就是创建消息队列时返回的标识符

msgp：封装消息的结构体

msgsz：封装消息结构体的大小，不包含消息类型占用的4个字节，即mtext的长度。

msgflg：如果为0则表示：当消息队列满时，msgsnd()函数将会阻塞，直到消息能写进消息队列；如果为IPC_NOWAIT则表示：当消息队列已满的时候，msgsnd()函数不等待立即返回；如果为IPC_NOERROR：若发送的消息大于size字节，则把该消息截断，截断部分将被丢弃，且不通知发送进程。

4）销毁消息队列

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

msqid：消息队列的标识符。

cmd：常用的控制命令如下：

IPC_RMID：删除该消息队列

IPC_STAT：获取属性权限，放到buf中

IPC_SET：设置属性信息为buf指向的内容。

IPC_INFO：获得关于消息队列的系统限制值信息。

SHM_INFO：获得系统为消息队列消耗的资源信息。

buf：在释放共享内存时，为NULL即可。

struct shmid_ds {struct ipc_perm shm_perm;    /* Ownership and permissions */size_t          shm_segsz;   /* Size of segment (bytes) */time_t          shm_atime;   /* Last attach time */time_t          shm_dtime;   /* Last detach time */time_t          shm_ctime;   /* Last change time */pid_t           shm_cpid;    /* PID of creator */pid_t           shm_lpid;    /* PID of last shmat(2)/shmdt(2) */shmatt_t        shm_nattch;  /* No. of current attaches */...};
struct ipc_perm {key_t          __key;    /* Key supplied to shmget(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 + SHM_DEST andSHM_LOCKED flags */unsigned short __seq;    /* Sequence number */};

三、代码示例

1）发送端的代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
//封装消息结构体
struct msgget
{long mtype;char mdata[128];
};int main()
{key_t key = ftok("/bin/bash",1);//创建消息队列int msqid = msgget(key,IPC_CREAT | 0600);if(msqid == -1){perror("create msqid failed");return -1;}struct msgget message;message.mtype = 1;strcpy(message.mdata,"hello,new friend");//发送消息队列int ret = msgsnd(msqid,&message,sizeof(message.mdata),0);if(ret == -1){perror("message send failed");}printf("send message success\n");return 0;}

2）接收端的代码

#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <string.h>//封装消息结构体
struct msgget
{long mtype;char mdata[128];
};int main()
{key_t key = ftok("/bin/bash",1);//创建消息队列int msqid = msgget(key,IPC_CREAT | 0600);if(msqid == -1){perror("create msqid failed");return -1;}struct msgget message;//接收消息队列int ret = msgrcv(msqid,&message,sizeof(message.mdata),0,0);if(ret == -1){perror("message send failed");}printf("收到的消息是:%s\n",message.mdata);//销毁消息队列msgctl(msqid,IPC_RMID,NULL);return 0;}

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