一、在前面介绍了system v 消息队列的相关知识，现在来稍微看看posix 消息队列。
posix消息队列的一个可能实现如下图：
其实消息队列就是一个可以让进程间交换数据的场所，而两个标准的消息队列最大的不同可能只是api 函数的不同，如system v 的系列函数是msgxxx，而posix 是mq_xxx。posix 消息队列也有一些对消息长度等的限制，man 7 mq_overview：
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ cat /proc/sys/fs/mqueue/msg_max
10
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ cat /proc/sys/fs/mqueue/msgsize_max
8192
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ cat /proc/sys/fs/mqueue/queues_max
256
即一个消息队列最多能有10条消息，每条消息的最大长度为8192字节，一个系统最多能有256个消息队列。
还有一点是，在Linux上，posix 消息队列是以虚拟文件系统实现的，必须将其挂载到某个目录才能看见，如
# mkdir /dev/mqueue
# mount -t mqueue none /dev/mqueue
通过cat 命令查看消息队列的状态，假设mymq 是创建的一条消息队列的名字
$ cat /dev/mqueue/mymq
QSIZE:129 NOTIFY:2 SIGNO:0 NOTIFY_PID:8260
QSIZE：消息队列所有消息的数据长度
NOTIFY_PID：某个进程使用mq_notify 注册了消息到达异步通知事件，即此进程的pid
NOTIFY：通知方式： 0 is SIGEV_SIGNAL; 1 is SIGEV_NONE; and 2 is SIGEV_THREAD.
SIGNO：当以信号方式通知的时候，表示信号的编号.
二、系列函数，编译时候加上 -lrt 选项，即连接librt 库 （实时库）
#include <fcntl.h> /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h> /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
功能：用来创建和访问一个消息队列
原型
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);
参数
name: 某个消息队列的名字，必须以/打头，并且后续不能有其它/ ，形如/somename长度不能超过NAME_MAX（255）
oflag:与open函数类似，可以是O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR，还可以按位或上O_CREAT、O_EXCL、O_NONBLOCK；
mode:如果oflag指定了O_CREAT，需要设置mode。
返回值：成功返回消息队列文件描述符；失败返回-1
功能：关闭消息队列
原型
mqd_t mq_close(mqd_t mqdes);
参数
mqdes : 消息队列描述符
返回值：成功返回0；失败返回-1
功能：删除消息队列
原型
mqd_t mq_unlink(const char *name);
参数
name: 消息队列的名字
返回值：成功返回0；失败返回-1
功能：获取/设置消息队列属性
原型
mqd_t mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr);
mqd_t mq_setattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *newattr, struct mq_attr *oldattr);
返回值：成功返回0；失败返回-1
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_flags 是标志；mq_maxmsg 即一个消息队列消息个数上限；mq_msgsize即一条消息的数据上限；mq_curmsgs即当前消息个数
功能：发送消息
原型
mqd_t mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned msg_prio);
参数
mqdes:消息队列描述符
msg_ptr:指向消息的指针
msg_len:消息长度
msg_prio:消息优先级
返回值：成功返回0；失败返回-1
功能：接收消息
原型
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned *msg_prio);
参数
mqdes:消息队列描述符
msg_ptr:返回接收到的消息
msg_len:消息长度，一般需要指定为msgsize_max
msg_prio:返回接收到的消息优先级
返回值：成功返回接收到的消息字节数；失败返回-1
注意：返回指定消息队列中最高优先级的最早消息，优先级最低为0
功能：建立或者删除消息到达通知事件
原型
mqd_t mq_notify(mqd_t mqdes, const struct sigevent *notification);
参数
mqdes:消息队列描述符
notification：
非空表示当消息到达且消息队列先前为空，那么将得到通知;
NULL表示撤消已注册的通知
返回值：成功返回0；失败返回-1
通知方式：
产生一个信号
创建一个线程执行一个指定的函数
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 for thread notification */
void *sigev_notify_attributes;
/* Thread function attributes */
};
sigev_notify 的取值有3个：
SIGEV_NONE：消息到达不会发出通知
SIGEV_SIGNAL：以信号方式发送通知，当设置此选项时，sigev_signo 设置信号的编号，且只有当信号为实时信号时才可以通过sigev_value顺带数据，参考这里。
SIGEV_THREAD：以线程方式通知，当设置此选项时，sigev_notify_function 即一个函数指针，sigev_notify_attributes 即线程的属性
mq_notify 函数注意点：
1、任何时刻只能有一个进程可以被注册为接收某个给定队列的通知
2、当有一个消息到达某个先前为空的队列，而且已有一个进程被注册为接收该队列的通知时，只有在没有任何线程阻塞在该队列的mq_receive调用的前提下，通知才会发出。
3、当通知被发送给它的注册进程时，其注册被撤消。进程必须再次调用mq_notify以重新注册（如果需要的话），重新注册要放在从消息队列读出消息之前而不是之后。
下面写两个小程序测试一下：
mq_send.c
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#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> #include<sys/types.h> #include<unistd.h> #include<errno.h> #include<mqueue.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h> #include<string.h> #define ERR_EXIT(m) do { perror(m); exit(EXIT_FAILURE); } while(0) typedef struct stu { char name[32]; int age; } STU; int main(int argc, char *argv[]) { if (argc != 2) { fprintf(stderr, "Usage: %s <prio> ", argv[0]); exit(EXIT_FAILURE); } mqd_t mqid; mqid = mq_open("/abc", O_WRONLY); if (mqid == (mqd_t) - 1) ERR_EXIT("mq_open"); printf("mq_open succ "); STU stu; strcpy(stu.name, "test"); stu.age = 20; unsigned int prio = atoi(argv[1]); mq_send(mqid, (const char *)&stu, sizeof(stu), prio); mq_close(mqid); return 0; } |
mq_notify.c
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2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 |
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> #include<sys/types.h> #include<unistd.h> #include<errno.h> #include<mqueue.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h> #include<string.h> #include<signal.h> #define ERR_EXIT(m) do { perror(m); exit(EXIT_FAILURE); } while(0) typedef struct stu { char name[32]; int age; } STU; size_t size; mqd_t mqid; struct sigevent sigev; void handle(int sig) { mq_notify(mqid, &sigev); STU stu; unsigned int prio; mq_receive(mqid, (char *)&stu, size, &prio); printf("name=%s, age=%d, prio=%d ", stu.name, stu.age, prio); } int main(int argc, char *argv[]) { mqid = mq_open("/abc", O_RDONLY); if (mqid == (mqd_t) - 1) ERR_EXIT("mq_open"); printf("mq_open succ "); struct mq_attr attr; mq_getattr(mqid, &attr); size = attr.mq_msgsize; signal(SIGUSR1, handle); sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; sigev.sigev_signo = SIGUSR1; mq_notify(mqid, &sigev); for (; ;) pause(); mq_close(mqid); return 0; } |
mq_open.c
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2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 |
#include<stdio.h>
#include<stdlib.h> #include<sys/ipc.h> #include<sys/msg.h> #include<sys/types.h> #include<unistd.h> #include<errno.h> #include<mqueue.h> #include<fcntl.h> #include<sys/stat.h> #define ERR_EXIT(m) do { perror(m); exit(EXIT_FAILURE); } while(0) int main(void) { mqd_t mqid; mqid = mq_open("/abc", O_CREAT | O_RDWR, 0666, NULL); if (mqid == (mqd_t) - 1) ERR_EXIT("mq_open"); mq_close(mqid); return 0; } |
先运行./mq_open 用mq_open 创建了一个消息队列并mount 到/dev/mqueue 上，可以查看状态：
simba@ubuntu:/dev/mqueue$ cat /dev/mqueue/abc
QSIZE:0 NOTIFY:0 SIGNO:0 NOTIFY_PID:0
接着运行./mq_notify 再查看状态：
simba@ubuntu:/dev/mqueue$ cat /dev/mqueue/abc
QSIZE:0 NOTIFY:0 SIGNO:10 NOTIFY_PID:3572
准备通知的信号是10号，即SIGUSR1，等待的进程pid即./mq_notify ，此时./mq_notify 进程是阻塞的，正在等待其他进程往消息队列写入消息，现在运行./mq_send
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ ./mq_send
Usage: ./mq_send <prio>
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ ./mq_send 1
mq_open succ
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ ./mq_send 1
mq_open succ
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$
回头看./mq_notify 的输出：
simba@ubuntu:~/Documents/code/linux_programming/UNP/posix$ ./mq_notify
mq_open succ
name=test, age=20, prio=1
name=test, age=20, prio=1
...........................................
即./mq_send 发送的两条消息都接收到了，需要注意的是虽然通知是一次性的，但我们在消息处理函数再次注册了通知，故能多次接收到通知，但通知只发生在消息队列由空到不空的时候，如果先运行./mq_send 先往消息队列发送了n条消息，那么执行./mq_notify 是不会接收到通知的，一直阻塞着。