程式間通訊--訊息佇列

阿明明發表於2021-04-07
佇列

訊息佇列（message queue）:是程式間通訊的一種常用的方式，可以傳遞多種型別的資料流，可以實現非同步傳輸。

訊息佇列是兩個或者多個應用程式約定好的一種互動方式，體現在彼此知曉共同的訊息佇列 ID， 該收取哪種型別的訊息。

下面開始介紹應用的過程，附著的程式碼是在某公司開發feature時候加入的

1.  建立IPC key

　　key_t ftok(const char* pathname, int proj_id)

  • pathname 是一個檔案的路徑，需要注意的是在實際程式間通訊時，需要保證pathname一直存在且不會被修改， proj_id是一個識別符號，常用一個字元表示
  • 兩個程式想要實現訊息佇列通訊，必須有相同的key,因此pathname，proj_id是相同的
  • 建立成功返回key_t值，失敗為-1，原因可檢視errno
  • 程式碼如下： 
    #define NEIGBOR_INFO_GET        "/tmp"
#define NEIGBOR_INFO_GET_PROJ    'x'
...

key = ftok(NEIGBOR_INFO_GET, NEIGBOR_INFO_GET_PROJ);
if(key == -1) {
    printf("[%s][%d] creat key error!\n", __FUNCTION__, __LINE__);
    return res;
}

2.  獲取訊息佇列 ID

　　int msgget(key_t key, int msgflg)

  • key是ftok建立所得，flag是對訊息佇列的操作，常用IPC_CREAT，即如果訊息佇列已存在，則返回訊息佇列 ID,否則建立新的訊息佇列， 返回 ID
  • 訊息佇列在建立的時候是可以設定讀寫許可權的 | 0666即 設定為可讀可寫
  • flag如果指定為IPC_CREAT | IPC_EXCL ，在訊息佇列已存在下，會返回-1， errno為EEXIST
  • 返回值為訊息佇列的 ID， 否則為-1， 原因可檢視errno
  • 程式碼如下： 
    ...
    int     gs_getneigborinfo_qid;
...
gs_getneigborinfo_qid = msgget(key, IPC_CREAT | 0666);
if(gs_getneigborinfo_qid == -1) {
　　printf("[%s][%d], create message deque error!\n", __FUNCTION__, __LINE__);
   return res;
}

     

3.  訊息型別定義 msgbuf

　　msgbuf定義有一定的規範，常用如下：

struct msgbuf {
    long type;
    char mtext[1];
};

　　每一個msg中必須含有一個 long 型別的type,用於區分訊息型別，後面的資料是可以自定義的，如下：

...
#define CHASSISID_MAX_SIZE  255
#define PORTID_MAX_SIZE     255
...

struct neighborInfo {
    long type;
    char chassis_id[CHASSISID_MAX_SIZE + 1];
    char port_id[PORTID_MAX_SIZE + 1];
};

 

4.  傳送訊息 msgsnd

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

  • msgid:指定的訊息佇列 ID
  • msgp:待傳送的資料buff
  • msgsz：待傳送資料大小，常用sizeof(struct msgbuf) - sizeof(long)
  • msgflg:常為0:表示阻塞傳送，ICP_NOWAIT:非阻塞傳送
  • 成功返回0，否則為-1， 錯誤碼為errno
  • 程式碼如下： 
    ...
#define RESPONSE_INFO_TYPE 1
#define REQUEST_INFO_TYPE 2
struct neighborInfo temp;
memset(&temp, 0, sizeof(temp));
int rs = -1; 
temp.type = REQUEST_INFO_TYPE;

...

rs = msgsnd(gs_getneigborinfo_qid, &temp, sizeof(temp) - sizeof(long), IPC_NOWAIT);
if(rs == -1) {
　　printf("[%s][%d] msg send error!\n", __FUNCTION__, __LINE__);
   // pthread_mutex_unlock(&gs_pthread_lock);
   return rs;
}

     

5. 接收訊息 msgrcv

　　ssize_t msgrcv(int msgid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg)

  • msgtyp:需要接收的訊息型別，如果為0， 則讀取訊息佇列的第一條訊息，不管其訊息型別
  • 讀取成功返回讀取的訊息長度，否則為-1，錯誤碼檢視errno
  • 程式碼如下： 
    ...
    //     need to recv info
memset(&temp, 0, sizeof(temp));
int count = 200;
do {
    rs= msgrcv(gs_getneigborinfo_qid, &temp, sizeof(temp), RESPONSE_INFO_TYPE, IPC_NOWAIT);
    count--;
    if(rs == -1) {
        usleep(1000); // wait 1ms to rerecive data
    }
} while(rs == -1 && count > 0 && errno == ENOMSG);    
    ...

     

6. 訊息佇列控制 msgctl

　　int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);

  • msgid:訊息佇列 ID
  • cmd：控制命令 IPC_STAT::將訊息佇列資訊存放到buf中，IPC_RMID:刪除訊息佇列
  • buf: 訊息佇列資訊存放 
    struct msqid_ds {
               struct ipc_perm msg_perm;     /* Ownership and permissions */
               time_t          msg_stime;    /* Time of last msgsnd(2) */
               time_t          msg_rtime;    /* Time of last msgrcv(2) */
               time_t          msg_ctime;    /* Time of last change */
               unsigned long   __msg_cbytes; /* Current number of bytes in
                                                queue (nonstandard) */
               msgqnum_t       msg_qnum;     /* Current number of messages
                                                in queue */
               msglen_t        msg_qbytes;   /* Maximum number of bytes
                                                allowed in queue */
               pid_t           msg_lspid;    /* PID of last msgsnd(2) */
               pid_t           msg_lrpid;    /* PID of last msgrcv(2) */
           };

       The ipc_perm structure is defined as follows (the highlighted fields are settable using IPC_SET):

           struct ipc_perm {
               key_t          __key;       /* Key supplied to msgget(2) */
               uid_t          uid;         /* Effective UID of owner */
               gid_t          gid;         /* Effective GID of owner */
               uid_t          cuid;        /* Effective UID of creator */
               gid_t          cgid;        /* Effective GID of creator */
               unsigned short mode;        /* Permissions */
               unsigned short __seq;       /* Sequence number */
           };

     

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