消息隊列

1.消息隊列的原理

• 1.1 msgqueue采用鏈表來實(shí)現(xiàn)消息隊列， 該鏈表是由系統(tǒng)內(nèi)核維護(hù)，
• 1.2 系統(tǒng)中可能有很多的msgqueue, 每個MQ用消息隊列描述符(消息隊列ID: qid) 來區(qū)分，qid是唯一 的，用來區(qū)分不同的MQ。
• 1.3在進(jìn)行進(jìn)程間通信時，一個進(jìn)程將消息加到MQ尾端，另一個進(jìn)程從消息隊列中取消息(不一 定以先進(jìn)先出來取消息，也可以按照消息類型去取消息）這樣就實(shí)現(xiàn)了進(jìn)程間的通信。

2.消息隊列的接口:

2.1創(chuàng)建消息隊列

int msgget(key_ t key, int msgflg);

參數(shù):

• key:消息隊列的標(biāo)識符
• msgflg:創(chuàng)建的標(biāo)志，例如IPC_CREAT
• IPC_CREAT:如果不存在就創(chuàng)建：按位或上一個權(quán)限（8進(jìn)制的數(shù)字）

返回值:

• 成功:返回隊列ID
• 失敗:返回-1，并設(shè)置erron

2.2向消息隊列發(fā)送消息

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);

參數(shù):

• msgid:消息隊列ID
• msgp:指向msgbuf 的指針，用來指定發(fā)送的消息
  • 操作系統(tǒng)為該函數(shù)發(fā)送的消息定義了發(fā)送格式，只是定義了一部分，另一部分要程序員自己去定義

• msgsz：要發(fā)送消息的長度，消息內(nèi)容的長度
• msgflg：創(chuàng)建標(biāo)記，如果指定IPC_NOWAIT，失敗會立即返回
  • 0：阻塞發(fā)送
  • IPC_NOWAIT:非阻塞發(fā)送

返回值：

• 成功：返回0
• 失?。悍祷?1，并設(shè)置erron

2.3接收消息：

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, sizet msgsz, long msgtyp, int msgflg);

參數(shù):

• msgid:消息隊列ID
• msgp:指向msgbuf的指針，用來接收消息
• msgsz:要接收消息的長度
  • 注意:參數(shù)msgsz 指定由msgp 參數(shù)指向的結(jié)構(gòu)的成員mtext的最大大小(以字節(jié)為單位)

msgtyp:接收消息的方式

• 1. msgtyp = 0:讀取隊列中的第一條消息（不在乎當(dāng)前對頭元素時什么消息類型，將他當(dāng)作普通隊列來處理）
• 2. msgtyp > 0:讀取隊列中類型為msgtyp 的第一條消息。（就是讀取對列元素中第一個香蕉）除非在msgflg中指定了MSG_ EXCEPT, 將讀取類型不等于msgtyp 絕對值的第一條消息
• 3. msgtyp< : 0:讀取隊列中最小類型小于或等于msgtyp 絕對值的第一條消息

msgflg:創(chuàng)建標(biāo)記，如果指定IPC_ NOWAIT,獲取失敗會立刻返回

返回值:

• 成功返回實(shí)際讀取消息的字節(jié)數(shù)
• 失敗返回-1，并設(shè)置erron

2.4操作消息隊列的接口

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ ds *buf);

參數(shù):

• msqid:消息隊列ID
• cmd:控制命令，
  • 例如IPC_ RMID,刪除命令 ，
  • IPC STAT,獲取狀態(tài)
• buf:存儲消息隊列的相關(guān)信息的buf

返回值:

• 成功根據(jù)不同的cmd有不同的返回值，
• 失敗返回-1，并設(shè)置erron

2.5代碼測試：

創(chuàng)建一個消息對列，寫端發(fā)送消息對列，讀端讀取消息對列中的內(nèi)容。

我們運(yùn)行寫端代碼兩次發(fā)現(xiàn)消息對列中寫入20條消息，

運(yùn)行讀端代碼我們發(fā)現(xiàn)成功讀出

我們運(yùn)行三次可以發(fā)現(xiàn)再無法從消息對列中讀出，說明消息對列每次獲取到消息后，就會將消息對列中相應(yīng)的消息出對列

信號量:

信號量的原理

• 信號量本質(zhì)上就是資源計數(shù)器，能夠保證多個進(jìn)程之間訪問臨界資源，執(zhí)行臨 界區(qū)代碼時，互斥訪問。同時也可以用于同步
  • 臨界資源:多個進(jìn)程都可以訪問到的資源(例如:同一塊內(nèi)存)
  • 臨界區(qū):訪問臨界資源時的代碼，區(qū)域稱之為臨界區(qū)

互斥訪問:同一時刻，多個進(jìn)程當(dāng)中，只有一個進(jìn)程可以訪問臨界區(qū)資源。多個資源通過信號量保證互斥訪問的時候，需要先獲取信號量，如果能獲取正確的信息量，則才能訪問臨界資源，如果獲取不了，則阻塞等待。等待訪問的進(jìn)程將信號量設(shè)置為1，然后再訪問。

• 如果不進(jìn)行互斥訪問會造成結(jié)果二義性。（結(jié)果不同）（多核cpu同時運(yùn)行多個進(jìn)程訪問臨界資源，單核搶占式執(zhí)行，操作系統(tǒng)調(diào)度不可控）
• 同步:當(dāng)臨界資源空閑之后，通知等待的進(jìn)程進(jìn)行訪問

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來幫助，也希望您能夠多多關(guān)注腳本之家的更多內(nèi)容!  

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