System V IPC 机制

1.基本概念

2.消息队列

一个或多个进程可向消息队列写入消息，而一个或多个进程可从消息队列中读取消息，这种进程间通讯机制通常使用在客户/服务器模型中，客户向服务器发送请求消息，服务器读取消息并执行相应请求。在许多微内核结构的操作系统中，内核和各组件之间的基本通讯方式就是消息队列。例如，在 MINIX 操作系统中，内核、I/O 任务、服务器进程和用户进程之间就是通过消息队列实现通讯的。 

(1)消息缓冲区(msgbuf) 
我们在这里要介绍的第一个数据结构是msgbuf结构，可以把这个特殊的数据结构看成一个存放消息数据的模板，它在include/linux/msg.h中声明，描述如下： 

注意：对于消息数据元素(mtext)，不要受其描述的限制。实际上，这个域(mtext)不仅能保存字符数组，而能保存任何形式的任何数据。这个域本身是任意的，因为这个结构本身可以由应用程序员重新定义： 

我们看到，消息的类型还是和前面一样，但是结构的剩余部分由两个其它的元素代替，而且有一个是结构。这就是消息队列的优美之处，内核根本不管传送的是什么样的数据，任何信息都可以传送。 

但是，消息的长度还是有限制的，在Linux中，给定消息的最大长度在include/linux/msg.h中定义如下： 

消息总的长度不能超过8192字节，包括mtype域，它是4字节长。 

内核把每一条消息存储在以msg结构为框架的队列中，它在include/linux/msg.h中定义如下： 

注意：msg_next是指向下一条消息的指针，它们在内核地址空间形成一个单链表。 

当在系统中创建每一个消息队列时，内核创建、存储及维护这个结构的一个实例。 

2. 系统调用: msgget() 

让我们来创建一个打开或创建消息队列的函数： 

注意，这个例子显式地用了0660权限。这个函数要么返回一个消息队列的标识号，要么返回-1而出错。键值作为唯一的参数必须传递给它。 

让我们来看一个发送消息的简单函数： 

这个小函数试图把缓冲区qbuf中的消息，发送给队列识别号为qid的消息队列。 

让我们来看一个从我们已建的消息队列中检索消息的例子 

当从队列中成功地检索到消息后，这个消息将从队列删除。 

下面给出两个实例操作消息队列

1.根据用户输入关键字，以权限-rw-rw---创建或打开一个消息队列

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

int main()
{
	key_t key;
	int msqid;

	printf("Enter the desired key in hex =");
	scanf("%x",&key);

	printf("\nkey=0x%x", key);
	if((msqid=msgget(key,IPC_CREAT|0660))==-1)
	{
		printf("The msgget failed.\n");
		exit(1);
	}
	printf("The msgget succeeded:msqid=%d \n",msqid);
	exit(0);
}

2.这个程序包括两个文件，一个用于接收消息，一个用于发送消息

2.1接收消息

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

struct my_msg
{
	long int my_msg_type;
	char text[BUFSIZ];
} msgbuf;

int main()
{
	int running =1;
	int msgid;
	long int msg_to_receive=0;
	msgid=msgget((key_t)1234,0666 |IPC_CREAT);
	if(msgid==-1)
	{
		printf("msgget failed!\n");
		exit(1);
	}
	while(running)
	{
		if(msgrcv(msgid,(void *)&msgbuf, BUFSIZ,msg_to_receive, 0)==-1)
		{
			printf("msgrcv failed!\n");
			exit(1);
		}
		printf("You wrote : %s", msgbuf.text);
		if(strncmp(msgbuf.text,"end",3)==0)
			running=0;
	}
	if(msgctl(msgid, IPC_RMID, 0)==-1)
	{
		printf("msgct(IPC_RMID)  failed!\n");
		exit(1);
	}
	return 0;
}

2.2发送消息

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

struct my_msg
{
	long int my_msg_type;
	char text[BUFSIZ];
} msgbuf;

int main()
{
	int running =1;
	int msgid;
	msgid=msgget((key_t)1234,0666 |IPC_CREAT);
	if(msgid==-1)
	{
		printf("msgget failed!\n");
		exit(1);
	}
	while(running)
	{
		printf("Enter some text: ");
		fgets(msgbuf.text,BUFSIZ,stdin);
		msgbuf.my_msg_type=1;
		if(msgsnd(msgid,(void *)&msgbuf, BUFSIZ, 0)==-1)
		{
			printf("msgsnd failed!\n");
			exit(1);
		}
		if(strncmp(msgbuf.text,"end",3)==0)
			running=0;
	}
	return 0;
}

系统函数 msgctl