Linux IPC POSIX 消息隊列


模型:

#include<mqueue.h>
#include <sys/stat.h>
#include <fcntl.h>
mq_open()   //創建/獲取消息隊列fd		
mq_get()    //設置/獲取消息隊列屬性	
mq_send()/mq_receive()    //發送/接收消息	
mq_close()      //脫接消息隊列			
mq_unlink()     //刪除消息隊列			

POSIX mq VS Sys V mq的優勢

  • 更簡單的基於文件的應用接口
  • 完全支持消息優先級(優先級最終決動隊列中消息的位置)
  • 完全支持消息到達的異步通知,這通過信號或是線程創建實現
  • 用於阻塞發送與接收操作的超時機制

消息隊列名

$man mq_overview知:消息隊列由一個形如'/somename'的名字唯一標識,名字字符串的最大長度不能朝着哦NAME_MAX(i.e.,255),兩個進程通過使用同一個消息隊列的名字來通信

mq_open()

//創建一個POSIX消息隊列或打開一個已經存在的消息隊列,成功返回消息隊列描述符mqdes供其他函數使用,失敗返回(mqd_t)-1設errno
//Link with -lrt.
mqd_t mq_open(const char *name, int oflag);
mqd_t mq_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, struct mq_attr *attr);

oflag
must include one of:

  • O_RDONLY表示以只接收消息的形式打開消息隊列
  • O_WRONLY表示以只發送消息的形式打開消息隊列
  • O_RDWR表示以可接收可發送的形式打開消息隊列

can be Bitwised ORed:

  • O_NONBLOCK以nonblocking的模式打開消息隊列
  • O_CREAT如果一個消息隊列不存在就創建它,消息隊列的擁有者的UID被設為調用進程的effective UID,GID被設為調用進程的effective GID
  • O_EXCL確保消息隊列被創建,如果消息隊列已經存在,則發生錯誤

mode如果oflag里有O_CREAT,則mode用來表示新創建的消息隊列的權限
attr如果oflag里有O_CREAT,則attr表示消息隊列的屬性,如果attr是NULL,則會按照默認設置配置消息隊列(mq_overview(7) for details.)

mq_setattr() / mq_getattr()

//設置/修改 / 獲取消息隊列屬性,成功返回0,失敗返回-1設errno
//Link with -lrt.
int mq_setattr(mqd_t mqdes, const struct mq_attr *newattr, struct mq_attr *oldattr);
int mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr);

mqattr結構體

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 */
};

mq_send() / mq_timesend()

//發送消息到mqdes指向的消息隊列。成功返回0,失敗返回-1設errno
//Link with -lrt.
int mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr,size_t msg_len, unsigned int msg_prio);

//如果消息隊列滿
#include<time.h>		//額外的header
int mq_timedsend(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr,size_t msg_len, unsigned int msg_prio,const struct timespec *abs_timeout);

msg_len msg_ptr指向的消息隊列的長度,這個長度必須<=消息隊列中消息長度,可以是0
**msg_prio **一個用於表示消息優先級的非0整數,消息按照優先級遞減的順序被放置在消息隊列中,同樣優先級的消息,新的消息在老的之后,如果消息隊列滿了,就進入blocked狀態,新的消息必須等到消息隊列有空間了進入,或者調用被signal中斷了。如果flag里有O_NOBLOCK選項,則此時會直接報錯
abs_timeout:如果消息隊列滿了,那么就根據abs_timeout指向的結構體表明的時間進行鎖定,里面的時間是從970-01-01 00:00:00 +0000 (UTC)開始按微秒計量的時間,如果時間到了,那么mq_timesend()立即返回

struct timespec {
	time_t tv_sec;        /* seconds */
	long   tv_nsec;       /* nanoseconds */
};

mq_receive()/mq_timedreceive()

//從消息隊列中取出優先級最高的里面的最老的消息,成功返回消息取出消息的大小,失敗返回-1設errno
//具體功能參照mq_send()/mq_timesend()
//Link with -lrt.
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int *msg_prio);
#include<time.h>		//額外的header
ssize_t mq_timedreceive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int *msg_prio, const struct timespec *abs_timeout);

mq_notify()

//允許調用進程注冊或去注冊同步來消息的通知,成功返回0,失敗返回-1設errno
//Link with -lrt.
int mq_notify(mqd_t mqdes, const struct sigevent *sevp);

sevp指向sigevent的指針

  • 如果sevp不是NULL,那么這個函數就將調用進程注冊到通知進程,只有一個進程可以被注冊為通知進程
  • 如果sevp是NULL且當前進程已經被注冊過了,則去注冊,以便其他進程注冊
union sigval {         		 	/* Data passed with notification */
	int		sival_int;         	/* Integer value */
	void* 	sival_ptr;         	/* Pointer value */
};
struct sigevent {
	int   	sigev_notify; 		/* Notification method */
	int   	sigev_signo;  		/* Notification signal */
	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) */
};

sigev_notify使用下列的宏進行配置:

  • SIGEV_NONE調用進程仍舊被注冊,但是有消息來的時候什么都不通知
  • SIGEV_SIGNAL通過給調用進程發送sigev_signo指定的信號來通知進程有消息來了
  • SIGEV_THREAD一旦有消息到了,就激活sigev_notify_function作為新的線程的啟動函數

mq_close()

//關閉消息隊列描述符mqdes,如果有進程存在針對這個隊列的notification request,那么也會被移除
//成功返回0,失敗返回-1設errno
//Link with -lrt.
int mq_close(mqd_t mqdes);
//移除隊列名指定的消息隊列,一旦最后一個進程關閉了針對這個消息隊列的描述符,就會銷毀這個消息隊列
//成功返回0,失敗返回-1設errno
//Link with -lrt.
int mq_unlink(const char *name);


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