进程通信之消息队列

1.什么是消息队列
　　消息队列以队列形式（消息链表）的数据结构存放在系统内核中的，它可用于客户进程与服务进程之间的双向数据流。但是它跟信号量、共享内存一样，都只在系统范围内通信，且其在系统里没有名字，其内容不会自动删除，没有文件描述符。这些缺点导致现代进程通信基本不用它了。尽管如此，但是今天我还是需要了解它。

2.消息的数据类型

　　首先，在头文件<sys/msg.h>中，定义了我们可用传给消息队列的数据类型：

struct msgbuf
{
  long mtype;
  char mtext[1];
}

mtype是指该消息的类型，区分出不同的消息，我们就可以辨别出消息的来源，比如我们把客户进程的mtype设置为1，服务进程的mtype设置为2，这样我们就可用实现客户进程和服务进程的双向通信了。注意，msgbuf只是一个模板，我们可用根据这个模板，自己定义其它的数据结构传给消息队列，如：

struct msgbuf_custom
{
  long mtype;
  char name[256];
  int age;
}

我们自己定义了msgbuf_custom，它可用向消息队列传送字符串的name,整形的age。

3.相关函数

　　(1). key_t ftok(char * fname, int id)

　　　 ftok()的作用是产生一个独一无二的ID,把这个ID提供给IPC对象来作为的key,以便其与其它IPC对象通信。fname就是你指定的文件名（已经存在的文件名），一般使用当前目录，如：

key_t key = ftok(".", 1); //将fname设为当前目录,id是子序号

其返回值一般是取fname的索引节点号，然后加上id。

　　(2). int msgget(key_t key,int msgflag)
　　　　msgget用于打开或者产生一个消息队列，key即上面函数产生的key,msgget具体行为跟msgflag的取值有关：
　　　　IPC_CREAT:不存在则创建之，存在则打开之.
　　　　IPC_EXCL:该值要与IPC_CREAT（通过|）连用才有意义。与IPC_CREAT连用表示，不存在则创建之，存在则报错返回-1，错误码是EEXIST。下面是一个封装的打开消息队列的函数：

int openMsg(key_t key)
{
  int mid;
  if( ( mid = msgget( key , IPC_CREAT|0660) )==-1 )
  {
    perror("open error：");
    exit(1);
  }
  return mid;
} 

注意我们给其加上了权限0660.

　　(3). int msgsnd(int mid,struct msgbuf *buf,int msgsize,int msgflag);

　　　　msgsnd()用于向消息队列发送一条消息，mid即上面函数msgget()返回的结果,buf即我们要发送的消息，msgsize即消息的大小，msgflag跟具体取值有关：
　　　　  0，则忽略。
　　　　  IPC_NOWAIT,如果消息队列没有满，则buf就不写入了，返回，不造成阻塞。
　　　下面我们封装一个发送消息队列的函数：

int writeMsg(int mid ,struct msgbuf *mbuf)
{ 
  int rs;
  int len =sizeof(struct msgbuf)-sizeof(long);
  if( rs =msgsnd(mid,mbuf,len,0)==-1 )
  {
    perror("write error:");
    exit(1);
  }
  return rs; 
}

　　(4). int msgrcv(int mid,struct msgbuf *buf,int msgsize,long mtype,int msgflag)
　　　　msgrcv()用于取出mtype类型的消息到buf中，其中msgflag的取值可以是：
　　　　　　0，忽略。
　　　　　　IPC_NOWAIT:如果消息队列为空，则返回ENOMSG,不造成进程阻塞。
　　　　　　MSG_NOERROR：如果取得的消息大于msgsize,则只返回msgsize大小的消息。如果设置该值，将会导致消息留在队列中。
　　　　下面我们封装一个发送消息队列的函数：

int readMsg(int mid,long mtype,struct msgbuf *mbuf)
{
  int rs;
  int len =sizeof(struct msgbuf)-sizeof(long);

  if((rs=msgrcv(mid,mbuf,len,mtype,0))==-1)
  {
    perror("read is error");
    exit(1);
  }
  return rs;
}

利用msgflag的特性，我们还可用检测指定类型（mtype）的的消息是否存在：

int msg_exist(int mid,long mtype)
{
  int rs;
  if( (rs=msgrcv(mid,NULL,0,mtype,IPC_NOWAIT))==-1 )
  {
    if(errno==E2BIG)
    {
      return1;
    }else{
      perror("exist is error");
      exit(0);
    }
  }
  return0;
}

　　(5). int msgctl(int mid,int cmd ,struct msqid_ds *buf)
　　　　cmd可用取以下值：
　　　　IPC_STAT:取出系统保存的消息队列的msqid_ds数据到buf中.
　　　　IPC_SET :根据buf重新设置系统保存的消息队列的msqid_ds数据.
　　　　IPC_EMID:将该队列从系统删除。
　　　　下面是一个封装用来删除消息队列的函数：

void delMsg(int mid)
{
  msgctl(mid,IPC_RMID,0);
}

下面是一个封装用来重新设置消息队列的权限的函数：

void modifyMsg(int mid,char*mode)
{
  struct msqid_ds mds;

  msgctl(mid,IPC_STAT,&mds);
  sscanf(mode,"%ho",&mds.msg_perm.mode);
  msgctl(mid,IPC_SET,&mds);
}

3.一个实例
　　附件提供一个实例，下载后请使用：gcc -o msgtool msgtool.c func.c编译。
　　用法：./msgtool w 1 "codebean"　　　　//将数据“codebean”写作为1的类型入消息队列
　　　　　./msgtool r 1　　　　　　　　　   //取出消息队列类型为1的消息
                 ./msgtool d 　　　　　　　　　　 //删除该消息队列