日期:2014-05-16  浏览次数:20744 次

Linux进程间通信 之 消息队列(转)

原文地址:?http://www.ibm.com/developerworks/cn/linux/l-ipc/part3/

消息队列(也叫做报文队列)能够克服早期unix通信机制的一些缺点。作为早期unix通信机制之一的信号能够传送的信息量有限,后来虽然POSIX 1003.1b在信号的实时性方面作了拓广,使得信号在传递信息量方面有了相当程度的改进,但是信号这种通信方式更像"即时"的通信方式,它要求接受信号的进程在某个时间范围内对信号做出反应,因此该信号最多在接受信号进程的生命周期内才有意义,信号所传递的信息是接近于随进程持续的概念(process-persistent),见?附录 1;管道及有名管道及有名管道则是典型的随进程持续IPC,并且,只能传送无格式的字节流无疑会给应用程序开发带来不便,另外,它的缓冲区大小也受到限制。

消息队列就是一个消息的链表。可以把消息看作一个记录,具有特定的格式以及特定的优先级。对消息队列有写权限的进程可以向中按照一定的规则添加新消息;对消息队列有读权限的进程则可以从消息队列中读走消息。消息队列是随内核持续的(参见?附录 1)。

目前主要有两种类型的消息队列:POSIX消息队列以及系统V消息队列,系统V消息队列目前被大量使用。考虑到程序的可移植性,新开发的应用程序应尽量使用POSIX消息队列。

在本系列专题的序(深刻理解Linux进程间通信(IPC))中,提到对于消息队列、信号灯、以及共享内存区来说,有两个实现版本:POSIX的以及系统V的。Linux内核(内核2.4.18)支持POSIX信号灯、POSIX共享内存区以及POSIX消息队列,但对于主流Linux发行版本之一redhad8.0(内核2.4.18),还没有提供对POSIX进程间通信API的支持,不过应该只是时间上的事。

因此,本文将主要介绍系统V消息队列及其相应API。?在没有声明的情况下,以下讨论中指的都是系统V消息队列。

一、消息队列基本概念

  1. 系统V消息队列是随内核持续的,只有在内核重起或者显示删除一个消息队列时,该消息队列才会真正被删除。因此系统中记录消息队列的数据结构(struct ipc_ids msg_ids)位于内核中,系统中的所有消息队列都可以在结构msg_ids中找到访问入口。
  2. 消息队列就是一个消息的链表。每个消息队列都有一个队列头,用结构struct msg_queue来描述(参见?附录 2)。队列头中包含了该消息队列的大量信息,包括消息队列键值、用户ID、组ID、消息队列中消息数目等等,甚至记录了最近对消息队列读写进程的ID。读者可以访问这些信息,也可以设置其中的某些信息。
  3. 下图说明了内核与消息队列是怎样建立起联系的:?
    其中:struct ipc_ids msg_ids是内核中记录消息队列的全局数据结构;struct msg_queue是每个消息队列的队列头。?
    ?

从上图可以看出,全局数据结构 struct ipc_ids msg_ids 可以访问到每个消息队列头的第一个成员:struct kern_ipc_perm;而每个struct kern_ipc_perm能够与具体的消息队列对应起来是因为在该结构中,有一个key_t类型成员key,而key则唯一确定一个消息队列。kern_ipc_perm结构如下:

struct kern_ipc_perm{   //内核中记录消息队列的全局数据结构msg_ids能够访问到该结构;
            key_t   key;    //该键值则唯一对应一个消息队列
            uid_t   uid;
            gid_t   gid;
uid_t   cuid;
gid_t   cgid;
mode_t  mode;
unsigned long seq;
}

?