# 进程间通信的方式
文章目录
- # 进程间通信的方式
- 消息队列
- 使用步骤
管道
消息队列
信号
信号量
socket
消息队列
首先消息队列就是内核维护的一块链表区域，只要是有足够权限的进程都可以向队列中添加消息，只要是有读权限的进程都可以在里面拿出消息
- 克服了信号承载信息少，以及管道只能承载无格式字节流以及有限缓冲区大小的缺点
- 消息队列是随着内核可持续的
- 消息队列信息的传递是基于拷贝的，所以效率低下
- 消息队列只有内核重启或者人工删除的时候才会消失，所以不用的时候请关闭
进程通过key可以获取或者创建（系统维护）一个msqid_ds结构体。然后操作系统会返回key对应的一个id。后续进程通过id对msqid_ds进行存取。msqid_ds是表示一个消息队列的管理者。各个进程使用一个msqid_ds进行通信。操作系统会有权限控制，大小控制等。
每个消息由两部分组成，分别是消息编号（消息类型）和消息正文。
1）消息编号：识别消息用
2）消息正文：真正的信息内容
参考链接
消息队列收发数据
发送消息
①进程先封装一个消息包
这个消息包其实就是如下类型的一个结构体变量，封包时将消息编号和消息正文
写到结构体的成员中。
struct msgbuf
{long mtype; /* 放消息编号，必须> 0 */char mtext[msgsz]; /* 消息内容（消息正文） */
};
②调用相应的API发送消息
调用API时通过“消息队列的标识符”找到对应的消息队列，然后将消息包发送给消息队列，消息包（存放消息的结构体变量）会被作为一个链表节点插入链表。
接收消息
调用API接收消息时，必须传递两个重要的信息
（a）消息队列标识符
（b）你要接收消息的编号
有了这两个信息，API就可以找到对应的消息队列，然后从消息队列中取出你所要编号的消息，如此就收到了别人所发送的信息。
消息队列使用步骤
①使用msgget函数创建新的消息队列、或者获取已存在的某个消息队列，并返回唯一标识消息队列的标识符（msqID），后续收发消息就是使用这个标识符来实现的。
②收发消息
发送消息：使用msgsnd函数，利用消息队列标识符发送某编号的消息
接收消息：使用msgrcv函数，利用消息队列标识符接收某编号的消息
③使用msgctl函数，利用消息队列标识符删除消息队列
对于使用消息队列来通信的多个进程来说，只需要一个进程来创建消息队列就可以了，对于其它要参与通信的进程来说，直接使用这个创建好的消息队列即可。为了保证消息队列的创建，最好是让每一个进程都包含创建消息队列的代码，谁先运行就由谁创建，后运行的进程如果发现它想用的那个消息队列已经创建好了，就直接使用，当众多进程共享操作同一个消息队列时，即可实现进程间的通信。
API
msgget
函数原型
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgget(key_t key, int msgflg);
功能
利用key值创建、或者获取一个消息队列。key值也能够唯一的标识消息队列。
如果key没有对应任何消息队列，那就创建一个新的消息队列
如果key已经对应了某个消息队列，说明你要的消息队列已经存在了，那就获取这个消息队列来使用
参数
key值：
用于为消息队列生成（计算出）唯一的消息队列ID。
我们可以指定三种形式的key值：
①指定为IPC_PRIVATE宏，指定这个宏后，每次调用msgget时都会创建一个新的消息队列。如果你每次使用的必须是新消息队列的话，就可以指定这个，不过这个用的很少。因为一般来说，只要有一个消息队列可以用来通信就可以了，并不需要每次都创建一个全新的消息队列。
②可以自己指定一个整形数，但是容易重复指定。本来我想创建一个新的消息队列，结果我所指定的这个整形数，之前就已经被用于创建某个消息队列了，当我的指定重复时，msgget就不会创建新消息队列，而是使用的是别人之前就创建好的消息队列。很少使用这种方式
③使用ftok函数来生成key
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *pathname, int proj_id);
ftok通过指定路径名和一个整形数，就可以计算并返回一个唯一对应的key值，只要路径名和整形数不变，所对应的key值就唯一不变的。不过由于ftok只会使用整形数（proj_id）的低8位，因此我们往往会指定为一个ASCII码值，因为ASCII码值刚好是8位的整形数。
msgflg
指定创建时的原始权限，比如0664
创建一个新的消息队列时，除了原始权限，还需要指定IPC_CREAT选项。
msgid = msgget(key, 0664|IPC_CREAT);
如果key值没有对应任何消息队列，就会创建一个新的消息队列，此时就会用到msgflg参数，但是如果key已经对应了某个早已存在消息队列，就直接返回这个已存在消息队列的ID（标识符），此时不会用到msgflg参数。
返回值
成功：返回消息队列标识符（消息队列的ID）对于每一个创建好的消息队列来说，ID是固定的。
失败：失败返回-1，并设置error。
msgsnd
函数原型
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
功能
发送消息到消息队列上。将消息挂到消息队列上。
参数
msqid：消息队列的标识符。
msgp：存放消息的缓存的地址，类型struct msgbuf类型。这个缓存就是一个消息包（存放消息的结构体变量）。
struct msgbuf
{long mtype; /* 放消息编号，必须 > 0 */char mtext[msgsz]; /* 消息内容（消息正文） */
};
msgsz：消息正文大大小。
msgflg：
0：阻塞发送消息。也就是说，如果没有发送成功的话，该函数会一直阻塞等，直到发送成功为止。
IPC_NOWAIT：非阻塞方式发送消息，不管发送成功与否，函数都将返回也就是说，发送不成功的的话，函数不会阻塞。
返回值
成功：返回0,失败：返回-1，errno被设置
msgrcv
函数原型
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
功能
接收消息，从消息队列中取出别人所放的某个编号的消息。
参数
msqid：消息队列的标识符。
msgp：缓存地址，缓存用于存放所接收的消息。类型还是struct msgbuf，同上
msgsz：消息正文的大小
msgtyp：你要接收消息的编号
int msgflg：
0：阻塞接收消息。也就是说如果没有消息时，阻塞接收（msgrcv函数会休眠）。
IPC_NOWAIT：非阻塞接收消息。也就是说没有消息时，该函数不阻塞。他会因为读取失败而错误返回
返回值
成功：返回消息正文的字节数。失败：返回-1，errno被设置
msgctl
函数原型
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
*功能*
根据cmd指定的要求，去控制消息队列。可以有那些控制？
获取消息队列的属性信息
修改消息队列的属性信息
删除消息队列
等等
我们调用msgctl函数的最常见目的就是删除消息队列，事实上，删除消息队列只是各种消息队列控制中的一种。
*参数*
msqid：消息队列标识符
cmd：控制选项，其实cmd有很多选项，我这里只简单介绍三个
①IPC_STAT：将msqid消息队列的属性信息，读到第三个参数所指定的缓存。
②IPC_SET：使用第三个参数中的新设置去修改消息队列的属性
+ 定一个struct msqid_ds buf。
+ 将新的属性信息设置到buf中
+ cmd指定为IPC_SET后，msgctl函数就会使用buf中的新属性去修改消息队列原有的属性。
③IPC_RMID：删除消息队列.删除消息队列时，用不到第三个参数，用不到时设置为NULL。
buf：存放属性信息
有的时候需要给第三个参数，有时不需要，取决于cmd的设置。buf的类型为struct msqid_ds。
结构体中的成员都是用来存放消息队列的属性信息的。
struct msqid_ds
{struct ipc_perm msg_perm; /* 消息队列的读写权限和所有者 */time_t msg_stime; /* 最后一次向队列发送消息的时间*/time_t msg_rtime; /* 最后一次从消息队列接收消息的时间 */time_t msg_ctime; /* 消息队列属性最后一次被修改的时间 */unsigned long __msg_cbytes; /* 队列中当前所有消息总的字节数 */msgqnum_t msg_qnum; /* 队列中当前消息的条数*/msglen_t msg_qbytes; /* 队列中允许的最大的总的字节数 */pid_t msg_lspid; /* 最后一次向队列发送消息的进程PID */pid_t msg_lrpid; /* 最后一次从队列接受消息的进程PID */
};
struct ipc_perm
{key_t __key; /* Key supplied to msgget(2)：消息队列的key值 */uid_t uid; /* UID of owner ：当前这一刻正在使用消息队列的用户 */gid_t gid; /* GID of owner ：正在使用的用户所在用户组 */uid_t cuid; /* UID of creator ：创建消息队列的用户 */gid_t cgid; /* GID of creator ：创建消息队列的用户所在用户组*/unsigned short mode; /* Permissions：读写权限（比如0664） */unsigned short __seq; /* Sequence number ：序列号，保障消息队列ID不被立即重复使用 */
};
*返回值*
成功：返回0。失败：返回-1，errno被设置
使用步骤
1. 通过ftok(路径，整形)来生成一个唯一对应的key
2. msgget(key,flag)来创建或者获取一个消息队列，flag是指定权限用的
3. msgsnd(msqid,msgp,msgz,msgflag) 发送数据
4. msgrcv(msqidmnsgpmnsgz,msgtype,msgflag) 接收消息， flag可以设置阻塞和非阻塞接收
