linux 线程间消息队列实现

在 Linux 中实现线程间的消息队列，我们可以使用 POSIX 消息队列（POSIX message queues）和 SysV 队列（System V Message Queue）。

1. POSIX 消息队列

POSIX 消息队列是 POSIX 线程提供的一个进程间通信的方式。一个消息队列包含一个标识符、一个最大队列长度和一个消息队列的缓存区。它类似于管道和消息队列，但它与进程无关。

POSIX 消息队列提供了两个函数 mq_open() 和 mq_send() 来创建队列和发送消息。mq_open() 函数返回类型为 mqd_t（消息队列描述符），它是一个整数，用于后续操作中参考队列。mq_send() 函数用于向队列中发送消息，它需要传递指定的描述符以便发送消息。

以下是 POSIX 消息队列的实现示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <mqueue.h>

#define QUEUE_NAME "/my_message_queue"
#define QUEUE_PERMS ((mode_t) 0600)
#define MAX_MSG_SIZE 2048
#define MAX_MSG_NUM 10

void die(char *s){
    perror(s);
    exit(EXIT_FAILURE);
}

int main(int argc, char *argv[]){
    mqd_t qd;
    struct mq_attr attr;

    attr.mq_flags = 0;          //设置队列标志为 0
    attr.mq_maxmsg = MAX_MSG_NUM;   //设置队列中允许最大的消息数
    attr.mq_msgsize = MAX_MSG_SIZE; //设置队列中允许最大的消息大小

    /*打开或创建一个新的消息队列*/
    qd = mq_open(QUEUE_NAME, O_RDWR | O_CREAT, QUEUE_PERMS, &attr);
    if(qd == -1) die("mq_open");

    char *msg = "Hello, world.";
    size_t msg_len = strlen(msg);
    unsigned int priority = 1;
    /*将消息发送到队列中*/
    if(mq_send(qd, msg, msg_len, priority) == -1) die("mq_send");

    mq_close(qd);   //关闭消息队列
    return 0;
}

2. SysV 队列

SysV 队列是 System V IPC 提供的一种线程间通信方式。它提供了 msgget()、msgctl()、msgrcv() 这三个函数来创建队列、控制队列和接收消息。

以下是 SysV 消息队列的实现示例：

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define QUEUE_PERMS 0600
#define BUF_SIZE 256

struct message{
    long mtype;
    char mtext[BUF_SIZE];
};

int main(int argc, char *argv[]){
    key_t key;
    int qid;
    struct message msg;

    /*创建共享目录*/
    if((key = ftok(".", 'a')) == -1){
        perror("ftok");
        exit(1);
    }

    /*创建消息队列*/
    if((qid = msgget(key, QUEUE_PERMS | IPC_CREAT)) == -1){
        perror("msgget");
        exit(1);
    }

    /*向消息队列中发送消息*/
    msg.mtype = 1;
    strncpy(msg.mtext, "Hello, world.", BUF_SIZE-1);
    if(msgsnd(qid, &msg, strlen(msg.mtext), IPC_NOWAIT) == -1){
        perror("msgsnd");
        exit(1);
    }

    /*释放消息队列*/
    if(msgctl(qid, IPC_RMID, NULL) == -1){
        perror("msgctl");
        exit(1);
    }

    return 0;
}