POSIX和SYSTEM的消息队列应该注意的问题

首先看看POSIX的代码：

1.posix_mq_server.c

#include <mqueue.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define MQ_FILE "/mq_test"
#define BUF_LEN 128

int main()
{
     mqd_t mqd;
    char buf[BUF_LEN];
    int  por = 0;
    int ret = 0;
    struct mq_attr attr;
    attr.mq_flags = 0;
    attr.mq_maxmsg = 3;
    attr.mq_msgsize = 50;
    attr.mq_curmsgs= 0;
    mqd = mq_open(MQ_FILE, O_WRONLY,0666,&attr);
    if (-1 == mqd)
    {
        printf("mq_open error.\n");
        return -1;
    }

    do{
        buf[BUF_LEN-1]='\0';
        printf("MQ_MSG : ");
        scanf("%s", buf);
        if(buf[BUF_LEN-1]!= '\0')
        {
            continue;
        }
        printf("strlen:%d\nMQ_POR : ",strlen(buf));
        scanf("%d", &por);
        ret== mq_send(mqd, buf, strlen(buf)+1, por);
        if (ret != 0)
        {
            perror("mq_send error.\n");
        }
        memset(buf,'\0',BUF_LEN);
    }while(strcmp(buf, "quit"));

    mq_close(mqd);
    mq_unlink(MQ_FILE);

    return 0;
}
2.posix_mq_client.c

#include <mqueue.h>
#include <sys/stat.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#define MQ_FILE "/mq_test"
#define BUF_LEN 128

int main()
{
    mqd_t mqd;
    struct mq_attr attr;
    char buf[BUF_LEN + 1] = "quit";
    int cnt;
    int  por = 0;
    attr.mq_flags = 0;
    attr.mq_maxmsg = 128;
    attr.mq_msgsize = 128;
    attr.mq_curmsgs = 0;
    //mqd = mq_open(MQ_FILE, O_RDONLY | O_CREAT, S_IRUSR | S_IWUSR, NULL);
    mqd = mq_open(MQ_FILE, O_RDONLY | O_CREAT, 0644, &attr);
    if (-1 == mqd)
    {
        printf("mq_open error.\n");
        return -1;
    }

    do{
        cnt = mq_receive(mqd, buf, BUF_LEN, &por);
        if (0 < cnt)
        {
            printf("mq receive : ");
            fflush(stdout);
            buf[cnt] = '\0';
            printf("%s  por:%d\n", buf,por);
        }

    }while(strcmp(buf, "quit")==0);

    printf("\n");
    mq_close(mqd);
    mq_unlink(MQ_FILE);

    return 0;
}

3.makefile

target:client  server
client: posix_mq_client.c
    gcc posix_mq_client.c -o client -lrt
server:posix_mq_server.c
    gcc posix_mq_server.c -o server -lrt

clean:
    rm -f client server
    rm -f *.o

运行make：

==[]==root@gaoke:~/code$./server 
MQ_MSG : fgsdfgsdfgsdfg
MQ_POR : 9
MQ_MSG : dfgsdfgsdfg
MQ_POR : 3
MQ_MSG : dfghsdfhgjghdj
MQ_POR : 6
MQ_MSG : sdfgdgfhgjh
MQ_POR : 2
MQ_MSG : dsfghgjghjkh
MQ_POR : 8
MQ_MSG : sdfgsdfgsdfgsd
MQ_POR : 5
MQ_MSG : 

==[]==root@gaoke:~/code$./client 
mq receive : fgsdfgsdfgsdfg  por:9
mq receive : dsfghgjghjkh  por:8
mq receive : dfghsdfhgjghdj  por:6
mq receive : sdfgsdfgsdfgsd  por:5
mq receive : dfgsdfgsdfg  por:3
mq receive : sdfgdgfhgjh  por:2
我们发现POSIX是严格按照优先级排序读出的，而且先读出作业优先级最高的作业。

好了再看看我们的SYSTEM是如何进行的，先写个简单的代码调试运行看看结果如何：

首先我先说明一下System V系统的消息对列对象结构：

使用其中一个IPC机制时，系统内核会维护一个ipc权限对象，用于设置读写权限

# mkdir /dev/mqueue
# mount -t mqueue none /dev/mqueue

1.sys_msq_server.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <mqueue.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#define MQ_FILE "./mq_test"
#define BUF_LEN 128
struct msgbuf {
   long mtype;     /*  message type, must be > 0 */
   char mtext[256];  /*  message data */
};
int  main()
{
    struct msqid_ds info={0};
    struct msgbuf MSG={0};
    key_t key = ftok(MQ_FILE,10);
    int cnt =  msgget(key,IPC_CREAT|0666);//0：取消息队列标识符，若不存在则函数会报错IPC_CREAT：当msgflg&IPC_CREAT为真时，如果内核中不存在键值与key相等的消息队列，则新建一个消息队列；如果存在这样的消息队列，返回此消息队列的标识符IPC_CREAT|IPC_EXCL：如果内核中不存在键值与key相等的消息队列，则新建一个消息队列；如果存在这样的消息队列则报错
    if(cnt == -1)
    {
        perror("error!");
    }
    while(1){
        printf("enter the MSG:\n");
        scanf("%s",MSG.mtext);
        MSG.mtype = 1;
        //

        msgsnd(cnt,&MSG,strlen(MSG.mtext)+1,IPC_NOWAIT);// 最后一个参数：0：当消息队列满时，msgsnd将会阻塞，直到消息能写进消息队列IPC_NOWAIT：当消息队列已满的时候，msgsnd函数不等待立即返回IPC_NOERROR：若发送的消息大于size字节，则把该消息截断，截断部分将被丢弃，且不通知发送进程
        msgctl(cnt,IPC_STAT,&info);//IPC_STAT:获得msgid的消息队列头数据到buf中IPC_SET：设置消息队列的属性，要设置的属性需先存储在buf中，可设置的属性包括：msg_perm.uid、msg_perm.gid、msg_perm.mode以及msg_qbytes

        printf("uid:%d, gid = %d, cuid = %d, cgid= %d\n" , info.msg_perm.uid,  info.msg_perm.gid,  info.msg_perm.cuid,  info.msg_perm.cgid  ) ;
        printf("read-write:%03o, cbytes = %lu, qnum = %lu, qbytes= %lu\n" , info.msg_perm.mode&0777, info.msg_cbytes, info.msg_qnum, info.msg_qbytes ) ;
        system("ipcs -q");
    }
}

2.sys_msq_client.c

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <limits.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <mqueue.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#define MQ_FILE "./mq_test"
#define BUF_LEN 128
struct msgbuf {
   long mtype;     /*  message type, must be > 0 */
   char mtext[256];  /*  message data */
};
int  main()
{
    struct msqid_ds info={0};
    struct msgbuf MSG={0};
    key_t key = ftok(MQ_FILE,10);
    int cnt =  msgget(key,IPC_CREAT|0666);
    int size =0;
    if(cnt == -1)
    {
        perror("error!");
    }
    while(1){
        size = msgrcv(cnt,&MSG,256,1,IPC_NOWAIT);
        if(size > 0)
        {
               puts(MSG.mtext);
        msgctl(cnt,IPC_STAT,&info);
        printf("uid:%d, gid = %d, cuid = %d, cgid= %d\n" ,info.msg_perm.uid,  info.msg_perm.gid,  info.msg_perm.cuid,  info.msg_perm.cgid  ) ;
        printf("read-write:%03o, cbytes = %lu, qnum = %lu, qbytes= %lu\n" , info.msg_perm.mode&0777, info.msg_cbytes, info.msg_qnum, info.msg_qbytes ) ;
        }
    }
}
3.makefile

target:client  server
client: sys_msq_client.c
    gcc sys_msq_client.c -o client -lrt
server:sys_msq_server.c
    gcc sys_msq_server.c -o server -lrt

clean:
    rm -f client server
    rm -f *.o

然后make运行

==[]==root@gaoke:~/code$./server 
enter the MSG:
aaaa
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 5, qnum = 1, qbytes= 65536

------ Message Queues --------
key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages    
0xffffffff 0          root       666        5            1          

enter the MSG:
dddd
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 10, qnum = 2, qbytes= 65536

------ Message Queues --------
key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages    
0xffffffff 0          root       666        10           2          

enter the MSG:
fffff
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 16, qnum = 3, qbytes= 65536

------ Message Queues --------
key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages    
0xffffffff 0          root       666        16           3          

enter the MSG:
ggggg
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 22, qnum = 4, qbytes= 65536

------ Message Queues --------
key        msqid      owner      perms      used-bytes   messages    
0xffffffff 0          root       666        22           4           

 ==[]==root@gaoke:~/code$./client 
asdfasdfas
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 0, qnum = 0, qbytes= 65536
asdfasdfasdf
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 0, qnum = 0, qbytes= 65536
ssss
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 0, qnum = 0, qbytes= 65536

==[]==root@gaoke:~/code$./client 
aaaa
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 17, qnum = 3, qbytes= 65536

dddd
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 12, qnum = 2, qbytes= 65536
fffff
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 6, qnum = 1, qbytes= 65536
ggggg
uid:0, gid = 0, cuid = 0, cgid= 0
read-write:666, cbytes = 0, qnum = 0, qbytes= 65536
由此我们还发现了什么呢？有没有发现SYSTEM的消息输入长度是固定的，然而POSIX的是可变长的。

SYSTEM的消息队列函数由msgget、msgctl、msgsnd、msgrcv四个函数组成。下面的表格列出了这四个函数的函数原型及其具体说明。

1.   msgget函数原型

如果用msgget创建了一个新的消息队列对象时，则msqid_ds结构成员变量的值设置如下：

Ÿ        msg_qnum、msg_lspid、msg_lrpid、 msg_stime、msg_rtime设置为0。

Ÿ        msg_ctime设置为当前时间。

Ÿ        msg_qbytes设成系统的限制值。

Ÿ        msgflg的读写权限写入msg_perm.mode中。

Ÿ        msg_perm结构的uid和cuid成员被设置成当前进程的有效用户ID，gid和cuid成员被设置成当前进程的有效组ID。

2.   msgctl函数原型

3.   msgsnd函数原型

   msgsnd()为阻塞函数，当消息队列容量满或消息个数满会阻塞。消息队列已被删除，则返回EIDRM错误；被信号中断返回E_INTR错误。

 如果设置IPC_NOWAIT消息队列满或个数满时会返回-1，并且置EAGAIN错误。

msgsnd()解除阻塞的条件有以下三个条件：

①    不满足消息队列满或个数满两个条件，即消息队列中有容纳该消息的空间。

②    msqid代表的消息队列被删除。

③    调用msgsnd函数的进程被信号中断。

4.   msgrcv函数原型

msgrcv()解除阻塞的条件有以下三个：

①    消息队列中有了满足条件的消息。

②    msqid代表的消息队列被删除。

③    调用msgrcv()的进程被信号中断。

消息队列使用程序范例