消息队列是和管道并列的概念，也是进程间通信IPC中的一种。
本文参考：消息队列（定义、结构、如何创建、消息队列的发送与接收、发送与接收实例）_咋么又饿了的博客-CSDN博客
基本概念
- 消息队列是一种先进先出的队列型数据结构，实际上是系统内核中的一个内部链表。消息被顺序插入队列中，其中发送进程将消息添加到队列末尾，接受进程从队列头读取消息
- 多个进程可同时向一个消息队列发送消息，也可以同时从一个消息队列中接收消息，消息一旦被读出就从队列中删除
- 一个消息队列由一个标识符（即队列ID）来标识
特点
- 消息队列是面向记录的，其中的消息具有特定的格式以及特定的优先级
- 消息队列独立于发送和接收进程。进程终止时，消息队列及其内容并不会被删除
- 消息队列可以实现消息的随机查询，消息不一定要以先进先出的次序读取，也可以按消息的类型读取
消息队列的结构
如上面所说，消息队列的本质是一个链表，所以结构和之前讲的链表非常相似：
struct msgbuf
{
long mtype;
XXX XXX; //任意的数据类型，包括结构体
}- mtype：指定了消息类型，为正整数，引入消息类型之后，消息队列在逻辑上由一个消息链表转化为多个消息链表。发送进程仍然无条件把消息写入队列的尾部，但接收进程却可以有选择地读取某个特定类型的消息中最接近队列头的一个，即使该消息不在队列头。相应消息一旦被读取，就从队列中删除，其它消息维持不变
- XXX： 指定了消息的数据，可以是任意的数据类型，包括结构体
相关的API
消息队列的创建/访问 msgget()
函数创建一个新的消息队列，或访问一个已经存在的消息队列
需要添加的库
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>函数原型
int msgget(key_t key, int msgflg);参数列表
- key：消息队列的关键字
当参数key取值IPC_PRIVATE时，函数创建关键字为0的消息队列。在UNIX内核中虽然要求消息队列关键字唯一，但也可以创建多个关键字为0的消息队列。
- msgflg：低9位指定队列的属主、属组和其他用户的访问权限，其它位指定消息队列的创建方式
创建方式参数：
- IPC_CREAT：创建，如存在则打开；
- IPC_EXCL：与IPC_CREAT使用，单独使用无意义。创建时，如存在则失败
- 返回值：成功返回队列ID，失败返回-1
使用举例
假设创建关键字为0x4321，访问权限为0666的消息队列，如队列已存在则报错。
int msgid;
msgid = msgget(0x4321, 0666|IPC_CREAT|IPC_EXCL);消息队列的发送msgsnd()
需要添加的库
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>函数原型
int msgsnd(int msqid, void *msgp, int msgsz, int msgflg);参数列表
- msqid：要发送消息队列的标识号
- msgp：指向存储待发送消息内容的内存地址，用户可设计自己的消息结构
- msgsz：指定长度，仅记载数据的长度，不包括消息类型部分，且必须大于0
- msgflg：控制消息发送的方式，有阻塞和非阻塞（IPC_NOWAIT）两种方式
- 返回值：成功返回0，失败返回-1
导致msgsnd函数阻塞的原因：
- 消息队列满：
msg_cbytes（消息队列中已使用字节数） + msgsz > msg_qbytes（消息队列中可以容纳的最大字节数）
- 消息总数满：系统中所有消息队列记载的消息总数已达到系统上限值
消息队列的接收msgrcv()
需要添加的库
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>函数原型
int msgrcv(int msgid, void *msgp, int msgsz, long msgtyp, int msgflg);参数列表
- msgid：消息队列标识号
- msgp：指向接收消息的内存缓冲区
- msgsz：指定该缓冲区的最大容量，不包括消息类型占用的部分
- msgtyp：指定读取消息的类型
- 0：读取消息队列中第一个消息
- 正整数：读取消息队列中第一个类型为msgtyp的消息
- 负整数：读取消息队列中第一个类型小于或等于msgtyp的绝对值的消息
- msgflg：指定了消息的接收方式
- IPC_NOWAIT：非阻塞方式读取信息
- MSG_NOERROR：截断读取消息
- 返回值：成功返回消息数据的长度，失败返回-1
消息队列的控制msgctl()
需要添加的库
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>函数原型
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);参数列表
- msqid：由msgget()返回的队列标识符
- cmd：命令，可以取以下三个值
- IPC_STAT：把msgid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值，即用消息队列的当前关联值覆盖msgid_ds的值。
- IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把消息列队的当前关联值设置为msgid_ds结构中给出的值
- IPC_RMID：删除消息队列
- buf：记录消息队列的信息（消息队列模式和访问权限）（默认为NULL）
- 返回值：成功返回0，失败返回-1
实操演示
需求：写两个C程序，一个以阻塞的方式发送数据，另一个以阻塞方式来接收，消息队列的关键词是“4321”，消息类型是“123”：
回顾刚刚的知识点，所谓关键词就是指在创建/访问消息队列时msgget的第一个参数：
msgget(0x4321, 0666|IPC_CREAT);而所谓的消息类型就是在定义消息队列时，第一个成员“mtype”的值：
buf.mtype = 123;
msgsend.c:
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
struct mymsgbuf{
long mtype;
char ctext[100];
};
int main()
{
struct mymsgbuf buf;
int msgid;
msgid = msgget(0x4321, 0666|IPC_CREAT);
if(msgid == -1){
printf("msgqueue error\n");
exit(1);
}
buf.mtype = 123;
strcpy(buf.ctext, "msg from queue!\n");
msgsnd(msgid,&buf,strlen(buf.ctext),0);
return 0;
}msgget.c:
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>
struct mymsgbuf{
long mtype;
char ctext[100];
};
int main()
{
struct mymsgbuf buf;
int msgid;
msgid = msgget(0x4321, 0666|IPC_CREAT);
if(msgid == -1){
printf("msgqueue error\n");
exit(1);
}
msgrcv(msgid,&buf,sizeof(buf.ctext),123,0);
printf("read from queue:%s\n",buf.ctext);
return 0;
}运行效果
先编译并运行接收的程序“msgget.c”：
可见程序正在阻塞，等待接收中...
此时再编译并运行发送的程序“msgsend.c”：
然后此时再观察接收的程序：
数据读取成功！
另外，在上述的例子中，只是粗略的进行了演示，严谨的代码还应该包含对于消息队列读写的成功与否的判断，同时，此处的关键词是随便设置了一个，但在实际应用中，可能出现很多消息队列，一种比较专业的定义关键词的方法是使用“ftok”函数，将一个已存在的路径名和一个整数标识符转换成一个key_t值，称为IPC键值（也称IPC key键值）：
key_t key; key = ftok(".",1); //"." 代表当前路径如此一来就可以得到一个，有意义且独特的KEY值
详见：
linux进程间通信--消息队列相关函数（ftok）详解_andylauren的博客-CSDN博客
