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【Linux系统】进程间通信-System V消息队列

news 来源：原创 2025/5/9 21:00:25

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1.进程间通信（IPC：Inter-Process Communication）

常见的IPC方式：

匿名管道，命名管道，共享内存，消息队列，信号量。

System -V 消息队列

生命周期随内核，不随进程。

也就是说，当前面一个创建了一个消息队列，但是没有进行销毁，最后进程也结束了。当下次新的进程再次创建的时候，就会出错。

消息队列的销毁：1.命名销毁。    2.msgctl。   3.系统重启。

需要注意的是，如果在编程过程中，虽然写了msgctl进行销毁，如果提前终止了进程，消息队列也是没有进行销毁的。

下面会对这些函数进行封装。包括msgqueue类，客户端，服务端。

2.MSGGET函数

函数原型：

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>int msgget(key_t key, int msgflg);

成功返回消息队列唯一标识符。

错误返回-1。 

功能：

官方说明：

获取一个System V 消息队列标识符（get a System V message queue identifier）。类型为int

也就是说，通过这个函数，可以创建一个消息队列，然后返回一个消息队列标识符（这个是给用户态唯一确定的标识符，在内核态是通过key来唯一定位一个标识符）。

参数key

The msgget() system call returns the System V message queue identifier associated with the value of the key argument.

msgget通过key去创建消息队列，key值我们可以通过ftok函数去创建。（下面会讲解）。

参数msgflag

IPC_CREATE：如果key对应的消息队列不存在则创建，如果存在就获取它的ID。

IPC_CREATE|IPC_EXCL_：两个一起使用，唯一的不同就是如果存在则出错。

另外可以加上权限：

如果权限设置为0666，系统的umask为022，最终的权限就是0666&(~022)=0644.

权限是八进制的，打印的时候，要记得按八进制打印更方便观察。第1位是特殊标记位，未启用。

3.ftok函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);

pathname是文件路径，proj_id的值是0-255的值（也就是取int的低8位）。

然后回通过pathname和proj_id唯一创建一个key_t类型的键值。

如果创建失败，可以更换文件路径或者proj_id进行重新尝试。

3.msgctl函数

msgctl函数用于对System V消息队列进行控制操作，如获取消息队列的状态、设置消息队列的属性或删除消息队列。

函数原型

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

参数msqid

这个就是上面msgget函数的返回值，消息队列的标识符。

参数cmd

这个就是要进行哪种操作。

IPC_STAT获取消息队列的状态信息
IPC_SET设置属性
IPC_RMID删除消息队列

 buf：指向msqid_ds结构体的指针，用于获取或设置消息队列的信息。对于IPC_STAT和IPC_SET，buf必须是一个有效的指针；对于IPC_RMID，buf可以是NULL。

struct msqid_ds {struct ipc_perm msg_perm;    // 权限信息struct msg *msg_first;       // 消息队列中的第一个消息struct msg *msg_last;        // 消息队列中的最后一个消息ulong msg_cbytes;            // 消息队列中当前的总字节数ulong msg_qnum;              // 消息队列中当前的总消息数ulong msg_qbytes;            // 消息队列中最大可容纳的字节数pid_t msg_lspid;             // 最近一个执行`msgsnd`的进程PIDpid_t msg_lrpid;             // 最近一个执行`msgrcv`的进程PIDtime_t msg_stime;            // 最近一次执行`msgsnd`的时间time_t msg_rtime;            // 最近一次执行`msgrcv`的时间time_t msg_ctime;            // 最近一次改变消息队列的时间
};
#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <cstring>
#include <string>
#include <iomanip>int main()
{key_t key=ftok("./",123);int msgid=msgget(key,IPC_CREAT|0666);if(-1==msgid){std::cout<<"创建消息队列失败！"<<std::endl;}struct msqid_ds ds;msgctl(msgid,IPC_STAT,&ds);printf("Mode: %04o\n", ds.msg_perm.mode);std::cout<<std::setw(4)<<std::setfill('0')<<std::oct<<ds.msg_perm.mode<<std::endl;getchar();msgctl(msgid,IPC_RMID,0);return 0;
}

删除消息队列

bool destroy(){int n=msgctl(_msgfd,IPC_RMID,0);if(-1==n){std::cerr<<"msgctl error"<<std::endl;return false;}std::cout<<"destroy success"<<std::endl;return true;
}

4.msgsnd函数

函数原型

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

msqid参数

 消息队列唯一标识符

msgp参数

必须满足第一个为long类型，其他的是数据部分。可以设置为如下类型：

struct mymsg {long mtype;  // 消息类型char mtext[1024];  // 消息数据
};

msgsz参数

这是消息数据的大小，不包括long类型的mtype大小。

msgflag参数

IPC_NOWAIT：如果消息队列已满，则立即返回，而不是阻塞等待。

0：默认行为，如果消息队列已满，则阻塞等待，直到消息被发送或超时。

5.msgrcv函数

#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);

msgid，msgp，msgsz和上面的一样。

msgtyp参数

消息的类型，用于选择性接收消息：

0收队列中第一个消息。
正整数接收类型等于 msgtyp 的消息
负整数接收类型小于或等于 abs(msgtyp) 的消息

通过这个参数，可以设置优先级，看先读取哪个，如果失败，再读取哪些。

msgflag参数

IPC_NOWAIT：如果队列中没有符合条件的消息，则立即返回，而不是阻塞等待。

MSG_NOERROR：如果消息的大小超过 msgsz，则截断消息（只接收前 msgsz 字节）。

返回值

成功：返回接收到的消息数据部分的大小（以字节为单位）。

失败：返回 -1，并设置 errno 以指示错误。

MsgQueue类封装

对于客户端，只进行消息队列的获取，不进行创建，而服务端确确实实要进行创建一个新的消息队列。服务端msgget就设置参数为IPC_CREATE|IPC_EXCL|0666。

#pragma once#include <iostream>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <cstring>
#include <string>#define PATH_NAME "/tmp"
#define PROJ_ID 0x12
#define GLOBAL_MSG_FD -1
#define MTEXT_SIZE 128
#define CLIEN_TYPE 1
#define SERVER_TYPE 2namespace msgqueue{class MsgQueue{public://定义类型结构体struct MsgBuff{long mtype;char mtext[MTEXT_SIZE];};MsgQueue():_msgfd(GLOBAL_MSG_FD){}//选项由外部决定bool create(int flag){key_t key=ftok(PATH_NAME,PROJ_ID);if(-1==key){std::cerr<<"key error"<<std::endl;return false;}_msgfd=msgget(key,flag);if(-1==_msgfd){std::cerr<<"msgget error"<<std::endl;return false;}std::cout<<"create success!msgid:"<<_msgfd<<" key:"<<key<<std::endl;return true;}bool destroy(){int n=msgctl(_msgfd,IPC_RMID,0);if(-1==n){std::cerr<<"msgctl error"<<std::endl;return false;}std::cout<<"destroy success"<<std::endl;return true;}bool send(int mtype,std::string& mtext){MsgBuff msgbuff;memset(&msgbuff,0,sizeof(msgbuff));msgbuff.mtype=mtype; memcpy(&msgbuff.mtext,mtext.c_str(),mtext.size());    //发送数据int n=msgsnd(_msgfd,&msgbuff,mtext.size(),0);if(-1==n){std::cerr<<"msgsnd error"<<std::endl;return false;}return true;}bool recv(int mtype,std::string& mtext){MsgBuff msgbuff;memset(msgbuff.mtext,0,sizeof(msgbuff.mtext));size_t end=msgrcv(_msgfd,&msgbuff,MTEXT_SIZE-1,mtype,0);if(-1==end){std::cerr<<"msgrcv error"<<std::endl;return false;}mtext=msgbuff.mtext;return true;}private:int _msgfd;};class Server:public MsgQueue{public:Server(){if(false==create(IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666)){std::cerr<<"create error"<<std::endl;}}~Server(){if(false==destroy()){std::cerr<<"destroy error"<<std::endl;}}};class Client:public MsgQueue{public:Client(){//只进行获取，不进行创建，若干不存在，则出错if(false==create(IPC_CREAT)){std::cerr<<"create error"<<std::endl;}}~Client(){}};
}

客户端：

#include "msgqueue.hpp"int main()
{msgqueue::Client client;while(1){std::string s;std::cout<<"请输入发送的信息：";std::cin>>s;client.send(CLIEN_TYPE,s);if("quit"==s){break;}} 
}

服务端：

#include "msgqueue.hpp"int main()
{msgqueue::Server server;while(1){std::string s;server.recv(CLIEN_TYPE,s);if("quit"==s){break;}std::cout<<s<<std::endl;}
}

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编程日记 2025/5/7 4:45:34

项目复盘：websocket不受跨域限制的原理

主要还是因为&#xff1a; 1、WebSocket 是独立于 HTTP 的应用层协议&#xff0c;通过 HTTP 建立连接后&#xff0c;完全脱离 HTTP 语义约束。这意味着 不受 HTTP 同源策略限制 不需要预检请求 不依赖 CORS 头机制 2、建立连接时的握手请求仍使用 HTTP 格式&#xff0c;但…...

编程日记 2025/5/4 2:50:00

deep-sync开源程序插件导出您的 DeepSeek 与 public 聊天

一、软件介绍 文末提供下载 deep-sync开源程序插件导出您的 DeepSeek 与 public 聊天&#xff0c;这是一个浏览器扩展&#xff0c;它允许用户公开、私下分享他们的聊天对话&#xff0c;并使用密码或过期链接来增强 Deepseek Web UI。该扩展程序在 Deepseek 界面中添加了一个 “…...

编程日记 2025/5/4 9:11:48

AI原生应用爆发：从通用大模型到垂直场景的算力重构

2025年第一季度&#xff0c;中国AI产业迎来标志性转折点&#xff1a;DeepSeek-R1大模型月活用户突破3000万&#xff0c;通义千问QwQ-32B在医疗领域诊断准确率达三甲医院主治医师水平&#xff0c;京东AI虚拟模特单日生成商品图超200万张……这些数据的背后&#xff0c;是AI技术从…...

编程日记 2025/5/6 12:58:59

arcgis jsapi 4.31 调用geoserver 发布的wms服务

服务的调用我也测试了网络搜索的很多方法&#xff0c;均未奏效&#xff0c;后来还是通过对官网例子的研究&#xff0c;找到了解决方案&#xff0c;调试的过程是非常痛苦的&#xff0c;最大的问题就是调用后没有任何反应&#xff0c;也不会给你任何的错误信息&#xff0c;这是最…...

编程日记 2025/5/9 1:29:53

《筋斗云的K8s容器化迁移》

点击下面图片带您领略全新的嵌入式学习路线 &#x1f525;爆款热榜 88万阅读 1.6万收藏 文章目录 **第一章&#xff1a;斗战胜佛的延迟焦虑****第二章&#xff1a;微服务化的紧箍咒****第三章&#xff1a;混沌中的流量劫持****第四章&#xff1a;量子筋斗的终极形态****终章&…...

编程日记 2025/5/6 0:22:36

[笔记.AI]大模型训练 与 向量值 的关系

&#xff08;借助 DeepSeek-V3 辅助生成&#xff09; 大模型在训练后是否会改变向量化的值&#xff0c;取决于模型的训练阶段和使用方式。以下是详细分析&#xff1a; 1. 预训练阶段&#xff1a;向量化值必然改变 动态调整过程&#xff1a; 在预训练阶段&#xff08;如BERT、…...

编程日记 2025/5/6 19:57:26

【学Rust写CAD】18 定点数2D仿射变换矩阵结构体（MatrixFixedPoint结构别名）

源码 // matrix/fixed.rs use crate::fixed::Fixed; use super::generic::Matrix;/// 定点数矩阵类型别名 pub type MatrixFixedPoint Matrix<Fixed, Fixed, Fixed, Fixed, Fixed, Fixed>;代码解析 这段代码定义了一个定点数矩阵的类型别名 MatrixFixedPoint&#xff…...

编程日记 2025/5/6 15:03:29

Linux进程间通信：【目的】【管道】【匿名管道】【命名管道】【System V 共享内存】

目录 一.进程间通信目的 二.管道 三.匿名管道 3.1用fork来共享管理管道 3.2站在文件描述符角度-深度理解管道 3.3内核角度 3.4管道样例 3.4.1测试管道读写 3.4.2代码 解决方案1&#xff1a;倒着关闭&#xff1a; 解决方案2&#xff1a; 只让父进程一个人指向写端 四…...

编程日记 2025/4/23 23:26:23