多进程编程 - 消息队列
消息队列是在两个进程之间传递二进制数据的一种简单有效的方式。每个数据块都有一个特定的类型，接收方可以根据类型来有选择地接受数据，而不一定像管道和命名管道那样必须以先进先出的方式接受数据。
linux消息队列的API都定义在sys/msg.h头文件中，包括4个系统调用：msgget、msgsnd、msgrcv、msgctl
msgget系统调用
msgget系统调用创建一个消息队列，或者获取一个已有的消息队列。定义如下：
#include <sys/msg.h>
int msgget(key_t key, int msgflg);
和semegt系统调用一下，key参数是一个键值，用来标识一个全局唯一的消息队列。
msgflg参数使用的含义与semget系统调用的sem_flags参数相同。
msgget成功时返回一个正整数值，它是消息队列u的标识符。msgget失败时返回-1，并设置errno。
如果msgget用于创建消息队列，则与之关联的内核数据结构msqid_ds将被创建并初始化，msqid_ds结构体的定义如下：
sturct msqid_ds
{
struct ipc_perm msg_perm; /*消息队列的操作权限*/
time_t msg_stime; /*最后一次调用msgsnd时间*/
time_t msg_rtime; /*最后一次调用msgrcv时间*/
time_t msg_ctime; /*最后一次被修改的时间*/
unsigned long __msg_cbytes; /*消息队列中已有的字节数*/
msgqnum_t msg_qnum; /*消息队列中已有的消息数*/
msglen_t msg_qbytes; /*消息队列允许的最大字节数*/
pid_t msg_lspid; /*最后执行msgsnd的进程的PID*/
pid_t msg_lrpid; /*最后执行msgrcv的进程的PID*/
};
msgsnd系统调用
msgsnd系统调用把一条消息添加到消息队列中。定义如下：
#include <sys/msg.h>
int msgsnd(int msqid, const void* msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);
msqid参数是由msgget调用返回的消息队列标识符
msg_ptr参数指向一个准备发送的消息，消息必须被定义为如下类型：
struct msgbuf
{
long mtype; //消息类型
char mtext[512]; //消息数据
};
其中:
- mtype成员指定消息的类型，它必须是一个正整数。
- mtext是消息数据
msg_sz参数是消息的数据部分（mtext）的长度。这个长度可以为0，表示没有数据。
msgflg参数空值msgsnd的行为，它通常仅支持IPC_NOWAIT标志，即非阻塞的方式发送消息。默认情况下，发送消息时如果消息队列满了，则msgsnd将阻塞。
若IPC_NOWAIT标志被指定，则msgsnd将立即返回并设置errno为EAGAIN。
处于阻塞状态的msgsnd调用可能被如下两种异常情况所中断：
- 消息队列被移除。此时msgsnd调用将立即返回并设置errno为EIDRM
- 程序接收到信号。此时msgsnd调用将立即返回并设置errno为EINTR
msgsnd成功时返回0，失败则返回-1，并设置errno。msgsnd成功时将修改内核数据结构msqid_ds的部分字段，如下所示：
- 将msg_qnum加1
- 将msg_lspid设置为调用进程的PID
- 将msg_stime设置为当前的时间
msgrcv系统调用
msgrcv系统调用从消息队列中获取消息，定义如下：
#include <sys/msg.h>
int msgrcv(int msqid, void* msg_ptr， size_t msg_sz，long int msgtype, int msgflg);
msqid参数是由msgget调用返回的消息队列标识符
msg_ptr参数用于存储接受的消息，msg_sz参数指定的是消息数据部分的长度
msgtype参数指定接受何种类型的消息。有如下几种方式来指定消息类型：
- msgtype等于0。读取消息中的第一个消息。
- msgtype大于0。读取消息队列中第一个类型为msgtype（除非指定了标志MSG_EXCEPT）
- msgtype小于0。读取消息队列中第一个类型比msgtype的绝对值小的消息。
参数msg空值msgrcv函数的行为。它可以是如下一些标志的按位或：
- IPC_NOWAIT：如果消息队列中没有消息，则msgrcv调用立即返回并设置errno为ENOMSG
- MSG_EXCEPT：如果msgtype大于0，则接受消息队列中第一个非msgtype类型的消息
- MSG_NOERROR：如果消息数据部分的长度超过了msg_sz，就将它设置为EINTR
处于阻塞状态的msgrcv调用还可能被如下两种异常情况所中断：
- 消息队列被移除。此时msgrcv调用将立即返回并设置errno为EIDRM
- 程序接收到信号。此时msgrcv调用将立即返回并设置errno为EINTR
msgrcv成功时返回0，失败则返回-1，并设置errno。msgrcv成功时将修改内核数据结构msqid_ds的部分字段，如下所示：
- 将msg_qnum减1
- 将msg_lrpid设置为调用进程的PID
- 将msg_rtime设置为当前的时间
msgctl系统调用
msgctl系统调用控制消息队列的某些属性，定义如下：
#include <sys/msg.h>
int msgctl(int msqid, int command, struct msqid_ds * buf);
msqid参数是由msgget调用返回的共享内存标识符。command参数指定要执行的命令。msgctl支持的所有命令如下表：
msgctl成功时的返回值取决于command参数，如上表所示。msgctl函数失败时返回-1并设置errno。
