一、System V 消息队列简介
消息队列：消息队列的本质是由Linux内核创建用于存放消息的链表，并且其功能是用来存放消息的，所以又称之为消息队列。 在Linux的不同进程中，包括有血缘的进程和无血缘的进程，都可以通过Linux消息队列API所得到的消息队列唯一标识符对消息队列进行操作。
二、分析消息队列的数据结构
Linux为了维护消息队列，为消息队列创建了数据结构，接下来我们来分析一下消息队列的结构以及消息队列节点的结构。
消息队列的结构:
代码语言：javascript复制struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm; //消息队列的读写权限和所有者
struct msg *msg_first; //指向消息队列链表中的第一个节点
struct msg *msg_last; //指向消息队列链表中的最后一个节点
long msg_stime; //最近一次从消息队列中取出消息的时间
long msg_rtime; //最近一次从消息队列中放入消息的时间
long msg_ctime; //最近一次修改消息队列的时间
unsigned long msg_lcbytes; /* Reuse junk fields for 32 bit */
unsigned long msg_lqbytes; /* ditto */
unsigned short msg_cbytes; //保存着队列总共占用内存的字节数
unsigned short msg_qnum; //当前消息队列中消息的个数
unsigned short msg_qbytes; //队列所占用内存的最大字节数。
int msg_lspid; //最近一次向消息队列发送消息进程的pid
int msg_lrpid; //最近一次从消息队列接受消息进程的pid
};消息队列节点的结构：
代码语言：javascript复制struct msg {
struct msg *msg_next; //指向消息队列中下一个消息的指针
long msg_type;//消息的类型
char *msg_spot; //消息内容在内存中的地址
time_t msg_stime;
short msg_ts; //消息内容的长度
};struct ipc_perm msg_perm的结构：
代码语言：javascript复制struct ipc_perm
{
__kernel_key_t key; //消息队列的key值
__kernel_uid_t uid; //当前这一刻正在使用消息队列的用户
__kernel_gid_t gid; //正在使用的用户所在的用户组
__kernel_uid_t cuid; //创建消息队列的用户
__kernel_gid_t cgid; //创建消息队列用户所在的用户组
__kernel_mode_t mode; //读写权限
unsigned short seq; //序列号，保证消息队列ID不会被
};由上边的几个关于消息队列的结构体，我们可以大致画出消息队列的样子：
由上图可以直观的感受到Linux内核所设计消息队列的大致模样，这对于我们理解消息队列Linux API有着至关重要的作用。
三、消息队列API分析
代码语言：javascript复制msgget函数
1.int msgget(key_t key, int oflag);
返回值：唯一的标识符
关于参数key和参数oflag,请看下图，参考与《Unix网络编程2.进程通信》
key值的指定：
(1)指定为IPC_PRIVATE，每次调用msgget都会创建一个新的消息队列，这样的开销比较大，一般情况下，
只需要一个消息队列即可，因此此方法不建议使用。
(2)指定一个(key_t)value,这个value只要未使用即可，可以通过ipcs -q命令查看已有消息队列的key值，
以避免重复使用。
(3)使用ftok生成key。frok函数简介
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t frok(const char *filename, int id);
函数功能：ftok通过一个路径名和一个整型值，就可以返回一个唯一对应的key值。
只要路径名和整形数不变，key就不变。
filename value(int) -> key
由于ftok只会使用整型数id的低八位，所以在使用时指定一个ascii码即可。
msgsnd函数
2.int msgsnd(int msqid, const void *ptr, size_t length, int flag);
参数msqid是由msgget返回的消息队列的唯一标识符
const void* ptr是一个消息包的指针，消息包可以：
struct msgbuf{
long mtype;//消息类型必须大于0
char mtext[1];//1个字节肯定是不够用的，因此可以自定义消息包
};
length:消息内容的大小
flag:
（1）0：阻塞发送消息，如果没有发送成功时，该函数会一直阻塞，直到发送成功。
（2）IPC_NOWAIT：非阻塞的方式发送消息，无论是否发送成功，函数都会返回，即使
发送不成功，函数也会返回。msgrcv函数
3.ssize_t msgrcv(int msqid, void *ptr, size_t length, long type, int flag);
参数ptr: 指定接受消息存放的位置。
参数length:指定了由ptr指向的缓冲区中数据部分的大小，这是该函数能返回的最大数据量，该长度不包含整型类型字段。
参数type:指定希望从所给定的队列中读出什么样的消息。
参数flag:指定所请求类型的消息不在指定的队列中应该作何处理。
（1）0：阻塞接受消息
（2）IPC_NOWAIT:非阻塞接受消息，没有消息时，不阻塞。msgctl
4.int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds* buff);
msgctl接口可以使得进程在msqid所标识的消息队列上进行各种控制操作。
msgctl的三个命令cmd参数：
（1）IPC_RMID：从系统中删除由msqid指定的消息队列。此时第三个参数缺省省略，这个命令可以理解为删除消息队列。
（2）IPC_SET，给所指定的消息队列设置其msqid_ds结构体的以下4个成员：msg_perm.uid, msg_perm.gid,msg_perm.mode和msg_gbytes。此时需要自己创建msqid_ds结构体并初始化然后传入。
（3）IPC_STAT，此时buff作为传出参数可以获取消息队列消息头中msg_perm结构体的在内核中的内容。四、代码实战
（1）有血缘关系的进程间通信
代码语言：javascript复制#include <stdio.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
#include <sys/types.h>
#include <assert.h>
typedef struct msgbuf {
long mtype;
char mtext[128];
} MSG;
int main() {
int msgid = msgget((key_t)1235, 0664|IPC_CREAT);
assert(msgid != -1);
pid_t pid = fork();
assert(pid != -1);
if (pid > 0) {
MSG msg;
memset(&msg, 0, sizeof(msg));
msg.mtype = 100;
strcpy(msg.mtext, "hello");
msgsnd(msgid, &msg, strlen(msg.mtext), 0);
} else if (pid == 0) {
MSG msg;
memset(&msg, 0, sizeof(msg));
msgrcv(msgid, &msg, 127, 100, 0);
printf("msg.mtype: %ldn", msg.mtype);
printf("msg.mtext: %sn", msg.mtext);
}
return 0;
}（2）无血缘关系的进程间通信 msg_send.c
代码语言：javascript复制#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <assert.h>
#include <sys/msg.h>
typedef struct msgdata{
long mtype; //消息类型
char mtext[128];
} MSG;
int main() {
int id = msgget((key_t)1234, IPC_CREAT | 0664);
assert(id != -1);
MSG msg;
memset(&msg, 0, sizeof(msg));
msg.mtype = 100;
strcpy(msg.mtext, "hello world");
msgsnd(id, &msg, strlen(msg.mtext), 0);
memset(&msg, 0, sizeof(msg));
msg.mtype = 200;
strcpy(msg.mtext, "ni hao, shi jian");
msgsnd(id, &msg, strlen(msg.mtext), 0);
return 0;
}msg_send.c
代码语言：javascript复制#include <stdio.h>
#include <assert.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/msg.h>
#include <string.h>
typedef struct msgdata{
long mtype;
char mtext[128];
}MSG;
int main() {
int id = msgget((key_t)1234, 0664|IPC_CREAT);
assert(id != -1);
MSG msg;
memset(&msg, 0, sizeof(msg));
msgrcv(id, &msg, 127, 200, 0);
printf("msg.mtype: %ldn", msg.mtype);
printf("msg.mtext: %sn", msg.mtext);
return 0;
}（3）删除消息队列内核对象
代码语言：javascript复制使用msgctl来删除消息队列内核对象
void msgRemove(int msgid) {
int res = msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);
if (res == -1) return -1;
else return 0;
}
