（P34）posix消息队列
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文章目录
- 1.system v IPC 和POSIX IPC
- 2.消息队列函数
1.system v IPC 和POSIX IPC
- system v IPC主要是：
（1）消息队列
（2）共享内存；
（3）信号量； - POSIX IPC主要是：
（1）消息队列；
（2）共享内存；
（3）信号量；
（4）互斥锁；
（5）条件变量
（6）读写锁
（7）自旋锁
（8）文件锁
2.消息队列函数
- mq_open函数
只有两个参数的（1）只能打开消息队列，不能创建消息队列
功能：用来创建和访问一个消息队列
原型：
（1）mqd_t mq_open(const char *name, int oflag);
（2）mqd_t mq_open(const char *name, int oflag, mode_t mode,
struct mq_attr *attr);
参数：
name:某个消息队列的名字
oflag：与open函数类似，可以是O_RDONLY，O_WRONLY，O_RDWR，还可以按位或上O_CREAT，O_EXCL,O_NONBLOCK等
mode：如果oflag指定了O_CREAT,需要设置mode
返回值：
成功返回消息队列文件描述符；
失败返回-1
- eg：NetworkProgramming-master (1)\NetworkProgramming-master\P34mqopen.c
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// Created by wangji on 19-8-14.
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// p34 poxis消息队列
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
using namespace std;
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0);
int main(int argc, char** argv)
{
// mq_overview
mqd_t mqid = mq_open("/abc", O_CREAT | O_RDWR, 0666, NULL);//O_RDWR读写方式，NULL默认属性
if (mqid == ((mqd_t) -1))
{
ERR_EXIT("mq_open");
}
printf("mqopen success\n");
mq_close(mqid);//没有关闭的话，在程序结束时也会自动关闭
printf("mqclose success\n");
return 0;
}
=======================================================Makefile文件新======================================
## 注意BIN=的可执行文件，必须是XXXX.c 的XXXX名字！！！
###$(CC)和rm前面是tab，其余用空格隔开
.PHONY:clean all
CC=cc
CFLAGS=-Wall -g
BIN=01mq_open
01mq_open:01mq_open.o
$(CC) $(CFLAGS) $^ -o $@ -lrt
all:$(BIN)
%.o:%.c
$(CC) $(CFLAGS) -c $< -o $@
clean:
rm -f *.o $(BIN)
- 在OS的哪里可以查看POSIX消息队列？具体位置如下面的截图
man 7 mq_overview 或者man mq_overview
消息队列存在于系统的虚拟文件系统中，但是该文件系统得挂载到某个目录底下才能用
卸载消息队列：
umount /dev/mqueue
cat /dev/mqueue/abc
QSIZE：消息队列当前的字节数
- POSIX IPC名字限定
（1）必须以/打头，并且后续不能有其它/，eg：/somename
（2）长度不能超过NAME_MAX - mq_close函数
关闭不代表删除，仅仅代表不能通过该消息队列描述符来访问队列了
功能：关闭消息队列
原型：
mqd_t mq_close(mqd_t mqdes);
参数：
mqdes：消息队列描述符
返回值：
成功返回0；
失败返回-1
- 查看文件连接数 ：实际上是删除连接数，当连接数为0时，才将文件删除，下面的1代表的是连接数
补充文件引用计数的查看：
june_hou@ubuntu:~$ lsof |grep test.log
COMMAND PID USER FD TYPE DEVICE SIZE/OFF NODE NAME
a.out 3586 june_hou 3u REG 252,7 0 357 test.log
a.out 3586 june_hou 4u REG 252,7 0 357 test.log
功能：删除消息队列
原型：
mqd_t mq_unlink(const char *name);
参数：
name：消息队列的名字
返回值：
成功返回0；
失败返回-1；
-eg：NetworkProgramming-master (1)\NetworkProgramming-master\P34myunlink.c
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// Created by wangji on 19-8-14.
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// p34 poxis消息队列
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
using namespace std;
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0);
int main(int argc, char** argv)
{
// mq_overview
mqd_t mqid = mq_open("/abc", O_RDWR);
if (mqid == ((mqd_t) -1))
{
ERR_EXIT("mq_open");
}
printf("mqopen success\n");
if (mq_unlink("/abc") == -1)
{
ERR_EXIT("mq_unlink");
}
printf("mqunlink success\n");
mq_close(mqid);
return 0;
}
- mq_getattr函数和mq_setattr函数
posix 消息队列既可以随内核持续，也可以随文件系统持续，但是至少是随内核持续(当访问该消息队列最后一个进程结束的时候，该消息队列不会被删除)
功能：获取/设置消息队列属性
原型：
int mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr);//指定mqid，将属性获取至attr
int mq_setattr(mqd_t mqdes, const struct mq_attr *newattr,
struct mq_attr *oldattr);//指定mqid，设置新的属性，返回原来的属性
返回值：
成功返回0；
失败返回-1；
- eg：NetworkProgramming-master (1)\NetworkProgramming-master\P34mqgetattr.c
//
// Created by jxq on 19-8-14.
//
// p34 poxis消息队列
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
using namespace std;
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0);
int main(int argc, char** argv)
{
// mq_overview
mqd_t mqid = mq_open("/abc", O_RDONLY);
if (mqid == ((mqd_t) -1))
{
ERR_EXIT("mq_open");
}
//printf("mqopen success\n");
struct mq_attr attr;//man mq_getattr得到
if (mq_getattr(mqid, &attr) == -1)
{
ERR_EXIT("mq_getattr");
}
//当前消息队列最多容纳的消息的个数
//消息队列中每条消息的最大字节数
//当前消息的个数
printf("max #msg = %ld max #bytes/msg = %ld #currently on queue = %ld\n", attr.mq_maxmsg, attr.mq_msgsize, attr.mq_curmsgs);
mq_close(mqid);
return 0;
}
功能：发送消息
原型：
mqd_t mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr,
size_t msg_len, unsigned int msg_prio);
参数：
mqdes：消息队列描述符
msg_ptr：指向消息的指针；
msg_len：消息长度；
msg_prio：消息优先级
返回值：
成功返回0；
失败返回-1；
- eg：NetworkProgramming-master (1)\NetworkProgramming-master\P34mqsend.c
//
// Created by wangji on 19-8-14.
//
// p34 poxis消息队列
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
using namespace std;
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0);
struct student
{
char name[32];
int age;
}STU;
int main(int argc, char** argv)
{
if (argc != 2)
{
fprintf(stderr, "Usage: %s <msg_prio>\n", argv[0]);
}
// mq_overview
mqd_t mqid = mq_open("/abc", O_WRONLY);
if (mqid == ((mqd_t) -1))
{
ERR_EXIT("mq_open");
}
//printf("mqopen success\n");
STU stu;
strcpy(stu.name, "hello");
stu.age = 20;
if (mq_send(mqid, (const char*)&stu, sizeof(stu), atoi(argv[1])) == -1)
{
ERR_EXIT("mq_send");
}
printf("send success\n");
mq_close(mqid);
return 0;
}
- 测试结果如下：
消息的大小36字节刚好是student结构体的大小 - mq_receive函数
功能：接收消息
原型：
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr,
size_t msg_len, unsigned int *msg_prio);
参数：
mqdes：消息队列描述符
msg_ptr：返回可接收到的消息
msg_len：消息长度
msg_prio：返回接收到的消息优先级
返回值：
成功返回接收到的消息字节数；
失败返回-1
注意：
（1）len应该是消息队列中每条消息长度的最大值
（2）返回指定消息队列总最高优先级的最早消息
- eg：NetworkProgramming-master (1)\NetworkProgramming-master\P34mqreceive.c
//
// Created by wangji on 19-8-14.
//
// p34 poxis消息队列
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
using namespace std;
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0);
struct student
{
char name[32];
int age;
}STU;
int main(int argc, char** argv)
{
// mq_overview
mqd_t mqid = mq_open("/abc", O_RDONLY);
if (mqid == ((mqd_t) -1))
{
ERR_EXIT("mq_open");
}
//printf("mqopen success\n");
struct mq_attr attr;
if (mq_getattr(mqid, &attr) == -1)
{
ERR_EXIT("mq_getattr");
}
size_t size = attr.mq_msgsize;
STU stu;
unsigned prio;
//len应该是消息队列中每条消息长度的最大值
if (mq_receive(mqid, (char*)&stu, size, prio) == (mqid)-1)//mq_receive(mqid, (char*)&stu, size, NULL)
{
ERR_EXIT("mq_receive");
}
printf("student name = %s, age = %d\n, prio=%u", stu.name, stu.age,prio);
// printf("student name = %s, age = %d\n", stu.name, stu.age);
mq_close(mqid);
return 0;
}
- 测试：
连续往消息队列中塞入4条消息
接收到的消息的第一条消息优先级是最高的 
- mq_notify函数
功能：建立或者删除消息到达通知事件
原型：
mqd_t mq_notify(mqd_t mqdes, const struct sigevent *sevp);//建立注册，注册的话需要指定第2个参数
参数：
mqdes：消息队列描述符
notification：
（1）非空表示当消息到达且消息队列先前为空，那么将得到通知
（2）NULL表示撤销已注册的通知
返回值：
成功返回0；
失败返回-1；
通知方式：
（1）创建一个信号
（2）创建一个线程执行一个指定的函数
#include <signal.h>
union sigval { /* Data passed with notification */
int sival_int; /* Integer value */
void *sival_ptr; /* Pointer value */
};
struct sigevent {
//如果以信号的方式来通知的话，需要指定sigev_signo和sigev_value：如果以线程的方式来通知的话，需要指定后两个带void的参数
int sigev_notify; /* Notification method *///通知方式：信号SIGEV_SIGNAL或者线程SIGEV_THREAD
int sigev_signo; /* Notification signal *///哪一个信号，如果传递的是实时信号，则可以传递数据，则需要关注sigev_value
union sigval sigev_value; /* Data passed with
notification */
void (*sigev_notify_function) (union sigval);
/* Function used for thread
notification (SIGEV_THREAD) */
void *sigev_notify_attributes;
/* Attributes for notification thread
(SIGEV_THREAD) */
pid_t sigev_notify_thread_id;
/* ID of thread to signal (SIGEV_THREAD_ID) */
};
- mq_notify注意
（1）必须是消息队列从空到有，才能够得到通知(若消息队列先前是有消息的，则得不到通知。主要是某个进程注册了，就能够获取到这种通知)
（2）当消息队列有消息，就会得到一个通知，通知是一次性的，要多次得到通知，就要多次注册
（3）任何时刻只能一个进程可以被注册为接收某个给定队列的通知
（4）当有一个消息到达某个先前为空的队列，而且已有一个进程被注册为接收该队列的通知时，只有没有任何线程阻塞在该队列的mq_receive调用的前提下，通知才会发出
（5）当通知被发送给它的注册进程时，其注册被撤销掉。进程必须再次调用mq_notify以重新注册(如果需要的话)，重新注册要放在从消息队列读出消息之前而不是之后。(若放在后面，当消息接受完，消息队列为空，当新的消息过来了，就没有办法得到通知，所以mq_notify一般放在mq_receive之前) - eg:NetworkProgramming-master (1)\NetworkProgramming-master\P34mqnotify.c
//
// Created by wangji on 19-8-14.
//
// p34 poxis消息队列
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
#include<signal.h>
using namespace std;
//man mq_notify就有下行这块代码
#define ERR_EXIT(m) \
do \
{ \
perror(m); \
exit(EXIT_FAILURE); \
} while (0);
struct student
{
char name[32];
int age;
};
size_t size;
mqd_t mqid;
struct sigevent sigv;
//提供函数的实现
void handler(int s)
{
mq_notify(mqid, &sigv);//多次注册
student stu;
unsigned prino;
if (mq_receive(mqid, (char*)&stu, size, &prino) == -1)
{
ERR_EXIT("mq_receive");
}
printf("student name = %s, age = %d prino = %u\n", stu.name, stu.age, prino);
}
int main(int argc, char** argv)
{
// mq_overview
mqid = mq_open("/abc", O_RDONLY);
if (mqid == ((mqd_t) -1))
{
ERR_EXIT("mq_open");
}
//printf("mqopen success\n");
struct mq_attr attr;
if (mq_getattr(mqid, &attr) == -1)
{
ERR_EXIT("mq_getattr");
}
size = attr.mq_msgsize;//获取最大消息的大小保存在size
//注册一个信号，安装一个信号
signal(SIGUSR1, handler); //定义一个信号函数，当SIGALRM信号发过来时，执行handler函数
sigv.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL;
sigv.sigev_signo = SIGUSR1;//SIGUSR1是十号信号
//注册一个消息到达的通知
mq_notify(mqid, &sigv);
while (true)//要有死循环，否则通知到，就没收时间去接收他
{
pause();
}
mq_close(mqid);
return 0;
}
- 测试结果如下：
- 最后，总结一下cat /dev/mqueue/abc消息队列的所有状态
（1）QSIZE：表示消息队列容量
（2）NOTIFY：表示通知方式，eg：这里是SIGEV_SIGNAL=0
（3）SIGNO：表示以哪个信号来进行通知，当前是10号信号
（4）NOTIFY_PID：表示这个通知会发送给哪个进程，18979就是./06mq_notify这个进程
