UNP（卷2：进程间通信）—— 第5章：Posix消息队列

本文主要是介绍UNP（卷2：进程间通信）—— 第5章：Posix消息队列，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

Posix消息队列 和 System V 消息队列的主要差别：

• 对POSIX消息队列的读总是返回最高优先级的最早消息，对System V消息队列的读则可以返回任意指定优先级的消息。

• 当往一个空队列放置一个消息时，Posix消息队列允许产生一个信号或启动一个线程，System V消息队列则不提供类似的机制。
  

队列中的每个消息都具有如下属性：

• 一个无符号整数优先级（Posix），或 一个长整数类型（System V）；
• 消息的数据部分长度（可以为0）
• 数据本身（如果长度大于0）

mq_open、mq_close、mq_unlink

#include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
#include <mqueue.h>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);// 返回：成功则为消息队列描述符，出错为-1

oflag：O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR；按位或O_CREAT、O_EXCL、O_NONBLOCK

在创建一个新队列时，mode和attr参数是需要的。如果attr为NULL，就使用默认属性。

#include <mqueue.h>int mq_close(mqd_t mqdes);int mq_unlink(const char *name);// 返回：成功则为0，出错则为-1

调用mq_close，不再使用该描述符，但其消息队列并不从系统中删除。

要从系统中删除，必须调用mq_unlink

描述符的打开，有一个引用计数器，当一个消息队列的计数仍大于0时，其name就能删除，但是该队列的析构要到最后一个mq_close发生时才进行。

例子：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <mqueue.h>
#include <errno.h>#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)int main(int argc, char **argv)
{printf("argc = %d\n", argc);int    c, flags;mqd_t  mqd;flags = O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL;while ( (c = getopt(argc, argv, "e")) != -1 ) {switch (c) {case 'e':flags |= O_EXCL;break;}}if (optind != argc - 1) {printf("usage: mqcreate [-e] <name>\n");return -1;}mqd = mq_open(argv[optind], flags, FILE_MODE, NULL);if (mqd == -1) {printf("mq_open failed!---[errno = %d]\n", errno);return -1;}mq_close(mqd);exit(0);
}

$ ./mqcreate /1234.mq

一直不清楚参数name的要求，通过查看man mq_overview得知：

Each  message queue  is  identified  by  a  name  of the form /somename;

所以像 /tmp/1234.mq 是不正确的。

生成的消息队列文件在/dev/mqueue/目录下。

mq_getattr、mq_setattr

#include <mqueue.h>int mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr);int mq_setattr(mqd_t mqdes, const struct mq_attr *newattr, struct mq_attr *oldattr);// 返回：成功则为0，出错则为-1

每个消息队列有四个属性，mq_getattr返回所有这些属性，mq_setattr设置其中某个属性。

struct mq_attr {long mq_flags;       /* Flags: 0 or O_NONBLOCK */long mq_maxmsg;      /* Max number of messages allowed on queue */long mq_msgsize;     /* Max size of message (bytes) */long mq_curmsgs;     /* number of messages currently in queue */
};

调用mq_open，可指定mq_maxmsg和mq_msgsize属性，mq_open会忽略另外两个成员。

调用mq_setattr，只设置或清楚非阻塞标志。mq_maxmsg和mq_msgsize只能在创建队列时设置。mq_curmsgs只能获取，不能设置。

若oldattr非空，则先前的属性将返回到该结构体中。

mq_send、mq_receive

往队列中放置一个消息，从队列中取走一个消息。

每个消息有一个优先级，它是小于MQ_PRIO_MAX的无符号整数。Posix要求这个上限至少为32。

mq_receive总是返回所指定队列中最高优先级的最早消息，而且该优先级能随该消息的内容及其长度一同返回。

#include <mqueue.h>int mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int msg_prio);// 返回：若成功则为0，出错为-1
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int *msg_prio);// 返回：若成功则为消息中字节数，出错为-1#include <time.h>
#include <mqueue.h>int mq_timedsend(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int msg_prio, const struct timespec *abs_timeout);
ssize_t mq_timedreceive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int *msg_prio, const struct timespec *abs_timeout);

mq_receive的 msg_len的值不能小于mq_msgsize，否则返回 EMSGSIZE错误。

mq_send的prio参数是待发送消息的优先级。其值必须小于MQ_PRIO_MAX。

消息队列限制：

mq_maxmsg

mq_msgsize

MQ_OPEN_MAX：一个进程能够同时拥有打开着消息队列的最大数目。（Posix要求至少为8）

MQ_PRIO_MAX：任意消息的最大优先级值加1（Posix要求至少为32）

mq_notify

#include <mqueue.h>int mq_notify(mqd_t mqdes, const struct sigevent *sevp);// 返回：若成功则为0，出错则为-1

Posix消息允许 异步事件通知（asynchronous event notification）， 以告知何时有一个消息放置到了某个空消息队列中。这种通知有两种方式选择：

• 产生一个信号；
• 创建一个线程来执行一个指定的函数。
  

这种通知通过调用mq_notify建立。该函数为指定队列建议或删除异步事件通知。

union sigval {int    sival_int;    /* Integer signal value. */void  *sival_ptr;    /* Pointer signal value. */
};struct sigevent {int         sigev_notify;              /* Notification type. */int         sigev_signo;              /* Signal number. */union sigval     sigev_value;              /* Signal value. */void        (*sigev_notify_function)(union sigval); /* Notification function. */pthread_attr_t      *sigev_notify_attributes;             /* Notification attributes. */
};

没有列在该表中的函数不可以从信号处理程序中调用。

POSIX实时信号

信号可划分为两个大组：
0、其值在SIGRTMIN和SIGRTMAX之间(包括两者在内)的实时信号。POSIX要求至少提供RTSIG_MAX种实时信号，而该常值的最小值为8.
1、所有其他信号：SIGALRM、SIGINT、SIGKILL等等。

当接收到某个信号的进程其sigaction调用中是否指定了新的SA_SIGINFO标志，会造成以下的差异：

0、SA_SIGINFO指定时：SIGRTMIN到SIGRTMAX信号的实时行为有保证 而所有其他信号的行为没有保证 

1、SA_SIGINFO没有指定时所有信号的实时行为都没有保证。

就这种情况来看，若需要实时行为，我们就得使用SIGRTMIN和SIGRTMAX之间的新的实时信号，而且在安装信号处理程序时必须给sigaction指定SA_SIGINFO标志。


术语实时行为(realtime behavior)隐含着如下特征：
0、信号是排队的。也即是说若同一信号产生了三次，它就递交三次。另外，一种给定信号的多次发生以先进先出(FIFO)顺序排队。对于不排队的信号来说，产生了三次的某种信号可能只递交一次。
1、当有多种SIGRTMIN到SIGRTMAX范围内的解阻塞信号排队时，值较小的信号先于值较大的信号递交 。即是说：SIGRTMIN比值为SIGRTMIN+1的信号“更为优先”。
2、当某个非实时信号递交时，传递给它的信号处理程序的唯一参数是该信号的值。实时信号比其他信号传递更多的信息。

可以通过设置 SA_SIGINFO标志安装的任意实时信号的信号处理程序声明如下：

typedef struct { int           si_signo;  /* Signal number.*/int           si_code;   /* Signal code. */int           si_errno;  /* If non-zero, an errno value associated with this signal, as described in <errno.h>. */pid_t         si_pid;    /* Sending process ID. */uid_t         si_uid;    /* Real user ID of sending process. */void         *si_addr;   /* Address of faulting instruction. */int           si_status; /* Exit value or signal. */long          si_band;   /* Band event for SIGPOLL. *、union sigval  si_value;  /* Signal value. */
} siginfo_t;

这篇关于UNP（卷2：进程间通信）—— 第5章：Posix消息队列的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！

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