消息队列可以认为是一个消息链表，某个进程往一个消息队列中写入消息之前，不需要另外某个进程在该队列上等待消息的达到，这一点与管道和FIFO相反。Posix消息队列与System V消息队列的区别如下：
1. 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。
2. 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。
Posix消息队列操作函数如下：
#include <mqueue.h>
typedef int mqd_t;
mqd_t mq_open(const char *name, int oflag, ... /* mode_t mode, struct mq_attr *attr */);
返回： 成功时为消息队列描述字，出错时为－1。
功能： 创建一个新的消息队列或打开一个已存在的消息的队列。
#include <mqueue.h>
int mq_close(mqd_t mqdes);
返回： 成功时为0，出错时为-1。
功能： 关闭已打开的消息队列。
#include <mqueue.h>
int mq_unlink(const char *name)
返回： 成功时为0，出错时为－1
功能： 从系统中删除消息队列。
#include <mqueue.h>
int mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr);
int mq_setattr(mqd_t mqdes, const struct mq_attr *attr, struct mq_attr *attr);
均返回：成功时为0， 出错时为-1
每个消息队列有四个属性：
struct mq_attr
{
long mq_flags; /* message queue flag : 0, O_NONBLOCK */
long mq_maxmsg; /* max number of messages allowed on queue*/
long mq_msgsize; /* max size of a message (in bytes)*/
long mq_curmsgs; /* number of messages currently on queue */
};
每个消息均有一个优先级，它是一个小于MQ_PRIO_MAX的无符号整数
#define MQ_PRIO_MAX 32768
#include <mqueue.h>
int mq_send(mqd_t mqdes, const char *ptr, size_t len, unsigned int prio);
返回：成功时为0，出错为－1
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *ptr, size_t len, unsigned int *priop);
返回：成功时为消息中的字节数，出错为－1
消息队列的限制：
MQ_OPEN_MAX : 一个进程能够同时拥有的打开着消息队列的最大数目
MQ_PRIO_MAX : 任意消息的最大优先级值加1
#include <mqueue.h>
int mq_notify(mqd_t mqdes, const struct sigevent *notification);
返回： 成功时为0，出错时为－1
功能： 给指定队列建立或删除异步事件通知
union sigval
{
int sival_int; /* Integer value */
void *sival_ptr; /* pointer value */
};
struct sigevent
{
int sigev_notify; /* SIGEV_{ NONE, ISGNAL, THREAD} */
int sigev_signo; /* signal number if SIGEV_SIGNAL */
union sigval sigev_value; /* passed to signal handler or thread */
void (*sigev_notify_function)(union sigval);
pthread_attr_t *sigev_notify_attribute;
};
异步信号安全函数
#include <signal.h>
int sigwait(const sigset_t *set, int *sig);
Posxi实时信号
信号可划分为两大小组：
1. 其值在SIGRTMIN和SIGRTMAX之间（包括两者在内）的实时信号。
2. 所有其他信号：SIGALRM， SIGINT， SIGKILL等等。
void func(int signo, siginfo_t *info, void *context);
typedef struct
{
int si_signo; /* same value as signo argument */
int si_code; /* SI_{USER, QUEUE, TIMER, ASYNCIO, MESGQ}*/
union sigval si_value; /* integer or pointer value from sender */
} siginfo_t;
下面采用上面的函数，写程序进程测试。
程序1：创建一个消息队列，其名字是作为命令行参数指定，消息队列创建成功后输出队列的属性。程序如下：
View Code
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <mqueue.h>
5 #include <fcntl.h>
6 #include <errno.h>
7 #include<sys/stat.h>
8 #define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)
9
10 int main(int argc,char *argv[])
11 {
12 int c,flags;
13 mqd_t mqd;
14 struct mq_attr attr;
15
16 flags = O_RDWR|O_CREAT;
17 printf("create mqueue.\n");
18 while((c = getopt(argc,argv,"e")) != -1)
19 {
20 switch(c)
21 {
22 case 'e':
23 flags |= O_EXCL;
24 break;
25 }
26 }
27 if(optind != argc-1)
28 {
29 perror("usage: mqcreate [-e] <name>");
30 exit(0);
31 }
32 if((mqd = mq_open(argv[optind],flags,FILE_MODE,NULL)) == -1)
33 {
34 perror("mq_open() error");
35 exit(-1);
36 }
37 mq_getattr(mqd,&attr);
38 printf("max #msgs = %ld,max #bytes/msg = %ld,#currently on queue = %ld\n",
39 attr.mq_maxmsg,attr.mq_msgsize,attr.mq_curmsgs);
40 mq_close(mqd);
41 exit(0);
42 }
本测试是用的Linux Ubuntu系统，编译程序的时候需要添加-lrt连接，如果不加会提示如下错误信息
因此正确编译的方式如下：
程序编译完成后，如果直接运行程序则提示mq_open失败，提示mq_open permission denied。解决办法是：
mkdir /dev/mqueue
mount -t mqueue none /dev/mqueue
然后再运行即可看到创建的消息队列。程序结果如下所示：
程序2：练习mq_send和mq_receive函数，调用mqsend程序向消息队列中写入消息，调用mqreceive程序从消息队列中读取消息。程序如下所示：
mqsend程序：
View Code
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <mqueue.h>
5 #include <fcntl.h>
6 #include <errno.h>
7 #include<sys/stat.h>
8 typedef unsigned int uint_t;
9
10 int main(int argc,char *argv[])
11 {
12 mqd_t mqd;
13 void *ptr;
14 size_t len;
15 uint_t prio;
16 if(argc != 4)
17 {
18 printf("usage: mqsend <name> <$bytes> <priority>\n");
19 exit(0);
20 }
21 len = atoi(argv[2]);
22 prio = atoi(argv[3]);
23 mqd = mq_open(argv[1],O_WRONLY);
24 ptr = calloc(len,sizeof(char));
25 if(mq_send(mqd,ptr,len,prio) == -1)
26 {
27 perror("mq_send() error:");
28 exit(-1);
29 }
30 exit(0);
31 }
mqreceive程序：
View Code
1 #include <stdio.h>
2 #include <stdlib.h>
3 #include <unistd.h>
4 #include <mqueue.h>
5 #include <fcntl.h>
6 #include <errno.h>
7 #include<sys/stat.h>
8 typedef unsigned int uint_t;
9
10 int main(int argc,char *argv[])
11 {
12 int c,flags;
13 mqd_t mqd;
14 ssize_t n;
15 uint_t prio;
16 void *buff;
17 struct mq_attr attr;
18
19 flags = O_RDONLY;
20 while((c = getopt(argc,argv,"n")) != -1)
21 {
22 switch(c)
23 {
24 case 'n':
25 flags |= O_NONBLOCK; //设置为非阻塞
26 break;
27 }
28 }
29 if(optind != argc-1)
30 {
31 printf("usage: mqreceive [-n] <name>");
32 exit(0);
33 }
34 mqd = mq_open(argv[optind],flags);
35 mq_getattr(mqd,&attr);
36 buff = malloc(attr.mq_msgsize);
37 if((n = mq_receive(mqd,buff,attr.mq_msgsize,&prio)) == -1)
38 {
39 perror("mq_receive error: ");
40 exit(-1);
41 }
42 printf("read %ld bytes,priority = %u\n",(long) n,prio);
43 exit(0);
44 }
程序执行结果如下所示：
程序3：信号通知函数使用，当有一个消息放置到某个空队列中，该程序产生信号，通知进程消息队列中放入了一个新的消息。程序如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <unistd.h> 4 #include <mqueue.h> 5 #include <fcntl.h> 6 #include <errno.h> 7 #include <signal.h> 8 9 typedef unsigned int uint_t; 10 11 volatile sig_atomic_t mqflag; //全局变量，检查信号的产生 12 static void sig_usr1(int); 13 14 int main(int argc,char *argv[]) 15 { 16 mqd_t mqd; 17 void *buff; 18 ssize_t n; 19 sigset_t zeromask,newmask,oldmask; 20 struct mq_attr attr; 21 struct sigevent sigev; 22 if(argc != 2) 23 { 24 printf("usage :mqnotify <name>"); 25 exit(0); 26 } 27 mqd = mq_open(argv[1],O_RDONLY); 28 mq_getattr(mqd,&attr); 29 buff = malloc(attr.mq_msgsize); 30 sigemptyset(&zeromask); 31 sigemptyset(&newmask); 32 sigemptyset(&oldmask); 33 sigaddset(&newmask,SIGUSR1); 34 signal(SIGUSR1,sig_usr1); 35 sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; 36 sigev.sigev_signo = SIGUSR1; 37 if(mq_notify(mqd,&sigev) == -1) 38 { 39 perror("mq_notify error"); 40 exit(-1); 41 } 42 for(; ;) 43 { 44 sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,&oldmask); 45 while(mqflag == 0) 46 sigsuspend(&zeromask); //挂起，等待 47 mqflag = 0; 48 mq_notify(mqd,&sigev); 49 n = mq_receive(mqd,buff,attr.mq_msgsize,NULL); 50 printf("read %ld bytes\n",(long) n); 51 sigprocmask(SIG_UNBLOCK,&newmask,NULL); 52 } 53 eixt(0); 54 } 55 56 static void sig_usr1(int signo) 57 { 58 mqflag = 1; 59 return ; 60 }
程序执行结果如下：
可以使用sigwait函数代替信号处理程序的信号通知，将信号阻塞到某个函数中，仅仅等待该信号的递交。采用sigwait实现上面的程序如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <unistd.h> 4 #include <mqueue.h> 5 #include <fcntl.h> 6 #include <errno.h> 7 #include <signal.h> 8 9 int main(int argc,char *argv[]) 10 { 11 mqd_t mqd; 12 int signo; 13 void *buff; 14 ssize_t n; 15 sigset_t newmask; 16 struct mq_attr attr; 17 struct sigevent sigev; 18 if(argc != 2) 19 { 20 printf("usage :mqnotify <name>"); 21 exit(0); 22 } 23 mqd = mq_open(argv[1],O_RDONLY); 24 mq_getattr(mqd,&attr); 25 buff = malloc(attr.mq_msgsize); 26 sigemptyset(&newmask); 27 sigaddset(&newmask,SIGUSR1); 28 sigprocmask(SIG_BLOCK,&newmask,NULL); 29 30 sigev.sigev_notify = SIGEV_SIGNAL; 31 sigev.sigev_signo = SIGUSR1; 32 if(mq_notify(mqd,&sigev) == -1) 33 { 34 perror("mq_notify error"); 35 exit(-1); 36 } 37 for(; ;) 38 { 39 sigwait(&newmask,&signo); //阻塞并等待该信号 40 if(signo == SIGUSR1) 41 { 42 mq_notify(mqd,&sigev); 43 while((n = mq_receive(mqd,buff,attr.mq_msgsize,NULL))>=0) 44 printf("read %ld bytes\n",(long) n); 45 if(errno != EAGAIN) 46 { 47 perror("mq_receive error"); 48 exit(-1); 49 } 50 } 51 } 52 eixt(0); 53 }
启动线程处理消息通知，程序如下：
1 #include <stdio.h> 2 #include <stdlib.h> 3 #include <unistd.h> 4 #include <mqueue.h> 5 #include <fcntl.h> 6 #include <errno.h> 7 #include <signal.h> 8 9 mqd_t mqd; 10 struct mq_attr attr; 11 struct sigevent sigev; 12 static void notify_thread(union sigval); 13 14 int main(int argc,char *argv[]) 15 { 16 17 if(argc != 2) 18 { 19 printf("usage :mqnotify <name>"); 20 exit(0); 21 } 22 mqd = mq_open(argv[1],O_RDONLY | O_NONBLOCK); 23 mq_getattr(mqd,&attr); 24 25 sigev.sigev_notify = SIGEV_THREAD; 26 sigev.sigev_value.sival_ptr = NULL; 27 sigev.sigev_notify_function = notify_thread; 28 sigev.sigev_notify_attributes = NULL; 29 30 if(mq_notify(mqd,&sigev) == -1) 31 { 32 perror("mq_notify error"); 33 exit(-1); 34 } 35 for(; ;) 36 { 37 pause(); 38 } 39 eixt(0); 40 } 41 static void notify_thread(union sigval arg) 42 { 43 ssize_t n; 44 void *buff; 45 printf("notify_thread started\n"); 46 buff = malloc(attr.mq_msgsize); 47 mq_notify(mqd,&sigev); 48 while((n = mq_receive(mqd,buff,attr.mq_msgsize,NULL))>=0) 49 printf("read %ld bytes\n",(long) n); 50 if(errno != EAGAIN) 51 { 52 perror("mq_receive error"); 53 exit(-1); 54 } 55 free(buff); 56 pthread_exit(NULL); 57 }
