XSI 消息队列(msg)

概念

消息队列传递的数据具有某种结构，而不是简单的字节流。
消息队列的本质其实是一个内核提供的链表，内核基于这个链表，实现了一个数据结构
向消息队列中写数据，实际上是向这个数据结构中插入一个新结点；从消息队列汇总读数据，实际上是从这个数据结构中删除一个结点
消息队列提供了一个从一个进程向另外一个进程发送一块数据的方法
消息队列也有管道一样的不足，就是每个数据块的最大长度是有上限的，系统上全体队列的最大总长度也有一个上限

工作原理

示例代码

发送方

#include <stdio.h>
#include <sys/msg.h>
#include <time.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <string>

const static int TEST_MSG_KEY = 1234;
const static int TEST_MSG_TYPE = 1;

struct my_msg_st {
    long int mtype;
    char mtext[BUFSIZ];
};

int main() {
    printf("start sender\n");
    // 创建消息队列
    int qid = msgget(TEST_MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);
    // 创建消息
    struct my_msg_st msg;
    msg.mtype = TEST_MSG_TYPE;
    while (true)
    {
        time_t t;
        time(&t);
        snprintf(msg.mtext, sizeof(msg.mtext), "a message at %s", ctime(&t));
        // 发送消息
        // if (msgsnd(qid, &msg, sizeof(msg.mtext), IPC_NOWAIT) == -1) // 非阻塞，无接受者时返回错误码
        if (msgsnd(qid, &msg, sizeof(msg.mtext), 0) == -1) // 阻塞，无接收者时阻塞等待
        {
            perror("msgsnd error");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("sent: %s\n", msg.mtext);
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

接收方

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>

const static int TEST_MSG_KEY = 1234;
const static int TEST_MSG_TYPE = 1;

struct my_msg_st {
    long int mtype;
    char mtext[BUFSIZ];
};

int main() {
    printf("start reciver\n");
    // 获取消息队列
    int qid = msgget(TEST_MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);
    // 读取消息
    struct my_msg_st msg;
    while (true)
    {
        if (msgrcv(qid, &msg, sizeof(msg.mtext), TEST_MSG_TYPE, MSG_NOERROR | IPC_NOWAIT ) == -1) {
        if (errno != ENOMSG) {
            perror("msgrcv");
            exit(EXIT_FAILURE);
        }
        printf("No message available for msgrcv()\n");
        } else {
            printf("message received: %s\n", msg.mtext);
        }
        sleep(1);
    }
    return 0;
}

POSIX 消息队列(mqueue)

POSIX消息队列是独立于XSI消息队列的一套新的消息队列API，让进程可以用消息的方式进行数据交换。这套消息队列在Linux 2.6.6版本之后开始支持，还需要你的glibc版本必须高于2.3.4。

和 XSI 消息队列的联系和区别

XSI 消息队列和POSIX消息队列都是在Linux环境中实现进程间通信（IPC）的方法。它们都允许进程通过发送和接收消息来交换数据和同步操作。它们之间存在一些关键区别：

标准：XSI 消息队列遵循X/Open系统接口（XSI）标准，而POSIX消息队列遵循可移植操作系统接口（POSIX）标准。
API：这两种消息队列使用不同的API集。System V 消息队列使用System V IPC API（如msgget、msgsnd、msgrcv等），而POSIX消息队列使用POSIX IPC API（如mq_open、mq_send、mq_receive等）。
兼容性：POSIX消息队列在不同的Unix-like系统上具有更好的可移植性，因为它们遵循POSIX标准。而XSI消息队列可能在不同的系统上表现不一致，因为它们遵循较早的XSI标准。
功能：在某些方面，POSIX消息队列提供了比XSI消息队列更丰富的功能。例如，POSIX消息队列支持优先级消息和非阻塞操作，而XSI消息队列不支持这些特性。
资源限制：XSI消息队列和POSIX消息队列在资源限制方面有所不同。例如，XSI消息队列的大小受系统参数限制，而POSIX消息队列的大小可以在创建时指定。

示例代码

发送方

#include <stdio.h>
#include <mqueue.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define MQNAME "/mqtest"

int main() {
    printf("start sender\n");
    // 创建消息队列文件
    mqd_t mqd = mq_open(MQNAME, O_RDWR|O_CREAT, 0600, 0);
	if (mqd == -1) {
		perror("mq_open()");
		exit(1);
	}
    int ret;
    char msg[BUFSIZ];
    while (true)
    {
        time_t t;
        time(&t);
        snprintf(msg, sizeof(msg), "a message at %s", ctime(&t));
        ret = mq_send(mqd, msg, strlen(msg), NULL);
        if (ret == -1) {
            perror("mq_send()");
            exit(1);
        }
        printf("sent msg: %s\n", msg);
        sleep(1);
    }
    
    return 0;
}

可以先发送个几秒钟消息，通过 cat /dev/mqueue/mqtest 查看消息队列状态

接收方

#include <stdio.h>
#include <mqueue.h>
#include <stdlib.h>
#include <time.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>

#define MQNAME "/mqtest"

int main() {
    printf("start reciver\n");
    // 打开消息队列文件
    mqd_t mqd = mq_open(MQNAME, O_RDWR);
	if (mqd == -1) {
		perror("mq_open()");
		exit(1);
	}
    int ret;
    unsigned int prio;
    char msg[BUFSIZ];
    while (true)
    {
        ret = mq_receive(mqd, msg, BUFSIZ, &prio);
        if (ret == -1) {
            perror("mq_receive()");
            exit(1);
        }
        printf("recive msg: %s,%d\n", msg, prio);
        sleep(1);
    }
    
    return 0;
}

参考文档

本文链接：https://www.zoucz.com/blog/2022/07/09/7ce56620-a47d-11ee-a620-df0248723d4d/

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linux 进程间通信 (三) —— 消息队列（systemv msg / posix mqueue）

XSI 消息队列(msg)

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