进程通信（二）消息队列（System V 消息队列）

struct msqid_ds {
	struct ipc_perm msg_perm;   //消息队列的读写权限和所有者
	struct msg *msg_first;		//指向消息队列链表中的第一个节点
	struct msg *msg_last;		//指向消息队列链表中的最后一个节点
	long msg_stime;	            //最近一次从消息队列中取出消息的时间
	long msg_rtime;	            //最近一次从消息队列中放入消息的时间
	long msg_ctime;	            //最近一次修改消息队列的时间
	unsigned long  msg_lcbytes;	/* Reuse junk fields for 32 bit */
	unsigned long  msg_lqbytes;	/* ditto */
	unsigned short msg_cbytes;      //保存着队列总共占用内存的字节数
	unsigned short msg_qnum; 		//当前消息队列中消息的个数
	unsigned short msg_qbytes;	    //队列所占用内存的最大字节数。
	int msg_lspid;  //最近一次向消息队列发送消息进程的pid
	int msg_lrpid;	//最近一次从消息队列接受消息进程的pid
};

struct msg {
	struct msg *msg_next; //指向消息队列中下一个消息的指针
	long msg_type;//消息的类型
	char *msg_spot; //消息内容在内存中的地址
	time_t msg_stime; 
	short msg_ts;  //消息内容的长度
};

struct ipc_perm
{
	__kernel_key_t	key;			//消息队列的key值
	__kernel_uid_t	uid;			//当前这一刻正在使用消息队列的用户
	__kernel_gid_t	gid;			//正在使用的用户所在的用户组
	__kernel_uid_t	cuid;		    //创建消息队列的用户
	__kernel_gid_t	cgid;		    //创建消息队列用户所在的用户组
	__kernel_mode_t	mode;           //读写权限
	unsigned short	seq;			//序列号，保证消息队列ID不会被
};

msgget函数
1.int msgget(key_t key, int oflag);
返回值：唯一的标识符
关于参数key和参数oflag,请看下图，参考与《Unix网络编程2.进程通信》
key值的指定：
(1)指定为IPC_PRIVATE，每次调用msgget都会创建一个新的消息队列，这样的开销比较大，一般情况下，
只需要一个消息队列即可，因此此方法不建议使用。
(2)指定一个(key_t)value,这个value只要未使用即可，可以通过ipcs -q命令查看已有消息队列的key值，
以避免重复使用。
(3)使用ftok生成key。

frok函数简介
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t frok(const char  *filename, int id);
函数功能：ftok通过一个路径名和一个整型值，就可以返回一个唯一对应的key值。
只要路径名和整形数不变，key就不变。
filename+value(int) -> key

由于ftok只会使用整型数id的低八位，所以在使用时指定一个ascii码即可。

msgsnd函数
2.int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t length, int flag);
参数msqid是由msgget返回的消息队列的唯一标识符
const void* ptr是一个消息包的指针，消息包可以：
struct msgbuf{
	long mtype;//消息类型必须大于0
	char mtext[1];//1个字节肯定是不够用的，因此可以自定义消息包
};
length:消息内容的大小
flag:
（1）0：阻塞发送消息，如果没有发送成功时，该函数会一直阻塞，直到发送成功。
（2）IPC_NOWAIT：非阻塞的方式发送消息，无论是否发送成功，函数都会返回，即使
发送不成功，函数也会返回。

msgrcv函数
3.ssize_t msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t length, long type, int flag);
参数ptr: 指定接受消息存放的位置。
参数length:指定了由ptr指向的缓冲区中数据部分的大小，这是该函数能返回的最大数据量，该长度不包含整型类型字段。
参数type:指定希望从所给定的队列中读出什么样的消息。
参数flag:指定所请求类型的消息不在指定的队列中应该作何处理。
（1）0：阻塞接受消息
（2）IPC_NOWAIT:非阻塞接受消息，没有消息时，不阻塞。

msgctl
4.int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds* buff);
msgctl接口可以使得进程在msqid所标识的消息队列上进行各种控制操作。
msgctl的三个命令cmd参数：
（1）IPC_RMID：从系统中删除由msqid指定的消息队列。此时第三个参数缺省省略，这个命令可以理解为删除消息队列。
（2）IPC_SET，给所指定的消息队列设置其msqid_ds结构体的以下4个成员：msg_perm.uid, msg_perm.gid,msg_perm.mode和msg_gbytes。此时需要自己创建msqid_ds结构体并初始化然后传入。
（3）IPC_STAT，此时buff作为传出参数可以获取消息队列消息头中msg_perm结构体的在内核中的内容。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/types.h>
#include <assert.h>


typedef struct msgbuf {
  long mtype;
  char mtext[128];
} MSG;


int main() {
  int msgid = msgget((key_t)1235, 0664|IPC_CREAT);
  assert(msgid != -1);
  pid_t pid = fork();
  assert(pid != -1);
  if (pid > 0) {
    MSG msg;
    memset(&msg, 0, sizeof(msg));
    msg.mtype = 100;
    strcpy(msg.mtext, "hello");
    msgsnd(msgid, &msg, strlen(msg.mtext), 0);
  } else if (pid == 0) {
    MSG msg;
    memset(&msg, 0, sizeof(msg));
    msgrcv(msgid, &msg, 127, 100, 0);
    printf("msg.mtype: %ld\n", msg.mtype);
    printf("msg.mtext: %s\n", msg.mtext);
  }
  return 0;
}

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

typedef struct msgdata{
  long mtype; //消息类型
  char mtext[128];
} MSG;


int main() {
  int id = msgget((key_t)1234, IPC_CREAT | 0664);
  assert(id != -1);

  MSG msg;
  memset(&msg, 0, sizeof(msg));
  msg.mtype = 100;
  strcpy(msg.mtext, "hello world");
  msgsnd(id, &msg, strlen(msg.mtext), 0);
 
  memset(&msg, 0, sizeof(msg));
  msg.mtype = 200;
  strcpy(msg.mtext, "ni hao, shi jian");
  msgsnd(id, &msg, strlen(msg.mtext), 0);
  return 0;
}

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



typedef struct msgdata{
  long mtype;
  char mtext[128];
}MSG;

int main() {
  int id = msgget((key_t)1234, 0664|IPC_CREAT);
  assert(id != -1);

  MSG msg;
  memset(&msg, 0, sizeof(msg));

  msgrcv(id, &msg, 127, 200, 0);
  printf("msg.mtype: %ld\n", msg.mtype);
  printf("msg.mtext: %s\n", msg.mtext);
  return 0;
}

使用msgctl来删除消息队列内核对象

void msgRemove(int msgid) {
	int res = msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);
	if (res == -1) return -1;
	else return 0;
}