消息隊(duì)列

1.消息隊(duì)列的原理

• 1.1 msgqueue采用鏈表來(lái)實(shí)現(xiàn)消息隊(duì)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(gè)MQ用消息隊(duì)列描述符(消息隊(duì)列ID: qid) 來(lái)區(qū)分，qid是唯一 的，用來(lái)區(qū)分不同的MQ。
• 1.3在進(jìn)行進(jìn)程間通信時(shí)，一個(gè)進(jìn)程將消息加到MQ尾端，另一個(gè)進(jìn)程從消息隊(duì)列中取消息(不一 定以先進(jìn)先出來(lái)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(duì)列的接口:

2.1創(chuàng)建消息隊(duì)列

int msgget(key_ t key, int msgflg);

參數(shù):

• key:消息隊(duì)列的標(biāo)識(shí)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(gè)權(quán)限（8進(jìn)制的數(shù)字）

返回值:

• 成功:返回隊(duì)列ID
• 失敗:返回-1，并設(shè)置erron

2.2向消息隊(duì)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(duì)列ID
• msgp:指向msgbuf 的指針，用來(lái)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(zhǎng)度，消息內(nèi)容的長(zhǎng)度
• msgflg：創(chuàng)建標(biāo)記，如果指定IPC_NOWAIT，失敗會(huì)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(duì)列ID
• msgp:指向msgbuf的指針，用來(lái)接收消息
• msgsz:要接收消息的長(zhǎng)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(duì)列中的第一條消息（不在乎當(dāng)前對(duì)頭元素時(shí)什么消息類型，將他當(dāng)作普通隊(duì)列來(lái)處理）
• 2. msgtyp > 0:讀取隊(duì)列中類型為msgtyp 的第一條消息。（就是讀取對(duì)列元素中第一個(gè)香蕉）除非在msgflg中指定了MSG_ EXCEPT, 將讀取類型不等于msgtyp 絕對(duì)值的第一條消息
• 3. msgtyp< : 0:讀取隊(duì)列中最小類型小于或等于msgtyp 絕對(duì)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(huì)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(duì)列的接口

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

參數(shù):

• msqid:消息隊(duì)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(chǔ)消息隊(duì)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(cè)試：

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

我們運(yùn)行寫端代碼兩次發(fā)現(xiàn)消息對(duì)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(wú)法從消息對(duì)列中讀出，說(shuō)明消息對(duì)列每次獲取到消息后，就會(huì)將消息對(duì)列中相應(yīng)的消息出對(duì)列

信號(hào)量:

信號(hào)量的原理

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

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

• 如果不進(jìn)行互斥訪問(wèn)會(huì)造成結(jié)果二義性。（結(jié)果不同）（多核cpu同時(shí)運(yùn)行多個(gè)進(jìn)程訪問(wèn)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(wèn)

總結(jié)

本篇文章就到這里了，希望能夠給你帶來(lái)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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