unix早期通信機制中的信號能夠傳送的信息量有限，管道則只能傳送無格式字節流，這遠遠是不夠的。
消息隊列（也叫報文隊列）客服了這些缺點：
消息隊列就是一個消息的鏈表。
可以把消息看作一個記錄，具有特定的格式。
進程可以按照一定的規則向消息隊列中添加新消息；另一些進程可以從消息隊列中讀走消息。
消息隊列是隨內核持續的，只有內核重啟或人工刪除時，該消息隊列才會被刪除。
system V消息隊列使用消息隊列標識符標識。具有足夠特權的任何進程都可以往一個給定隊列放置一個消息，具有足夠特權的任何進程都可以從一個給定隊列讀出一個消息。
消息隊列具有一定的FIFO特性，但是它可以實現消息的隨機查詢，比FIFO具有更大的優勢。同時這些消息又存在於內核中，由“隊列”ID來標識消息隊列的實現包括創建或打開消息隊列，添加消息，讀取消息和控制消息隊列這四種操作。
對於系統中的每個消息隊列，內核維護一個定義在<sys/msg.h>頭文件中的信息結構。
struct msqid_ds {
struct ipc_perm msg_perm;
struct msg *msg_first; /* first message on queue,unused */
struct msg *msg_last; /* last message in queue,unused */
__kernel_time_t msg_stime; /* last msgsnd time */
__kernel_time_t msg_rtime; /* last msgrcv time */
__kernel_time_t msg_ctime; /* last change time */
unsigned long msg_lcbytes; /* Reuse junk fields for 32 bit */
unsigned long msg_lqbytes; /* ditto */
unsigned short msg_cbytes; /* current number of bytes on queue */
unsigned short msg_qnum; /* number of messages in queue */
unsigned short msg_qbytes; /* max number of bytes on queue */
__kernel_ipc_pid_t msg_lspid; /* pid of last msgsnd */
__kernel_ipc_pid_t msg_lrpid; /* last receive pid */
};
我們可以將內核中的某個特定的消息隊列畫為一個消息鏈表，如圖假設有一個具有三個消息的隊列，消息長度分別為1字節，2字節和3字節，而且這些消息就是以這樣的順序寫入該隊列的。再假設這三個消息的類型分別為100,200,300.
1.msgget函數
msgget函數用於創建一個新的消息隊列或訪問一個已存在的消息隊列。
#include <sys/msg.h> int msgget(key_t key,int oflag);
返回值是一個整數標識符，其他三個msg函數就用它來指代該隊列。它是基於指定的key產生的，而key即可以是ftok的返回值，也可以是常值IPC_PRIVATE。
oflag是讀寫權限值得組合。它還可以與IPC_CREAT或IPC_CREAT | IPC_EXCL按位或，IPC_NOWAIT --- 讀寫消息隊列要求無法得到滿足時，不阻塞。
當創建一個新消息隊列時，msqid_ds結構的如下成員被初始化。
（1）msg_perm結構的uid和cuid成員被設置成當前進程的有效用戶ID，gid和cgid成員被設置成當前進程的有效組ID。
（2）oflag中的讀寫權限位存放在msg_perm.mode中。
（3）msg_qnum,msg_lspid,msg_lrpid,msg_stime和msg_rtime被置為0.
（4）msg_ctime被設置成當前時間。
（5）msg_qbytes被設置成系統限制值。
huangcheng@ubuntu:~$ ipcs -q ----查看消息隊列
------ Message Queues --------
key msqid owner perms used-bytes messages
2.msgsnd函數
使用msgget函數打開一個消息隊列後，我們使用msgsnd往其上放置一個消息。
#include <sys/msg.h> int msgsnd(int msgid,const void *ptr,size_t length,int flag);
其中msqid是由msgget返回的標識符。ptr是一個結構指針，該結構具有如下模板，它定義在<sys/msg.h>中。
struct msgbuf {
long mtype; /* message type, must be > 0 */
char mtext[1]; /* message data */
};
msgsnd的length參數以字節為單位指定待發送消息的長度。這是位於長整數消息類型之後的用戶自定義數據的長度（注意：不包括消息類型）。該長度可以是0.
flag參數既可以是0，也可以是IPC_NUWAIT。IPC_NOWAIT標志使得msgsnd調用非阻塞：如果沒有存放新消息的可用空間（即消息隊列已滿），該函數馬上返回。這個條件發生的情形包括：
（1）在指定的隊列中已有太多的字節（對於該隊列的msqid_ds結構中的msg_qbytes值）；
（2）在系統范圍存在太多的消息。
如果這兩個條件中有一個存在，而且IPC_NUWAIT標志已指定，msgsnd就返回一個EAGAIN錯誤。如果這兩個條件有一個存在，但是IPC_NUWAIT標志未指定，那麼調用線程被投入睡眠直到：
（1）具備存放新消息的空間；
（2）由msqid標志的消息隊列從系統中刪除（這種情況下返回一個EIDRM錯誤）；
（3）調用線程被某個捕獲的信號所中斷（這種情況下返回一個EINTR錯誤）。
3.msgrcv函數
使用msgrcv函數從某個消息隊列中讀取一個消息。
#include <sys/msg.h> ssize_t msgrcv(int msqid,void *ptr,size_t lengh,long type,int flag);
其中ptr參數指定所接收消息的存放位置。跟msgsnd一樣，該指針指向緊挨在真正的消息數據之前返回的長整數類型字段。
length指定了由ptr指向的緩沖區中數據部分的大小。這是該函數能返回的最大數據量。該長度不包括長整數類型字段。
type指定希望從所給定的隊列中讀出什麼樣的消息。
（1）如果type為0，那就返回該隊列中的第一個消息，既然每個消息隊列都是作為一個FIFO鏈表維護的，因此type為0指定返回該隊列中最早的消息。
（2）如果type大於0，那就返回其類型值為type的第一個消息。
（3）如果type小於0，那就返回其類型小於或等於type參數的絕對值的消息中類型值最小的第一個消息。
msgrcv的flag參數指定所請求類型的消息不在所指定的隊列中時該做何處理。在沒有消息可得的情況下，如果設置了flag中的IPC_NOWAIT位，msgrcv函數就立即返回一個ENOMSG錯誤。否則，設置了flag為0，調用者被阻塞到下列某個事件發生為止：
（1）有一個所請求類型的消息可獲取；
（2）由msqid標志的消息隊列從系統中刪除（這種情況下返回一個EIDRM錯誤）；
（3）調用線程被某個捕獲的信號所中斷（這種情況下返回一個EINTR錯誤）。
flag參數中另有一位可以指定：MSG_NOERROR。當所接收消息的真正數據部分大於length參數時，如果設置了該位，msgrcv函數就只是截短數據部分，而不返回錯誤。否則，ms_grcv返回一個E2BIC錯誤。
成功返回時，msgrcv返回的是所接收消息中數據的字節數。它不包括也通過ptr參數返回的長整數消息類型所需的幾個字節。
4.msgctl函數
msgctl函數提供在一個消息隊列上的各種控制操作。
#include <sys/msg.h> int msgctl(int msqid,int cmd,struct msqid_ds *buf);
msgctl函數提供3個命令。
IPC_RMID 從系統中刪除由msqid指定的消息隊列。當前在該隊列上的任何消息都被丟棄。對於該命令而言，msgctl函數的第三個參數被忽略。
IPC_SET 給所指定的消息隊列設置其msgid_ds結構的以下4個成員：msg_perm.uid,msg_perm.gid,msg_perm.mode和msg_qbytes。他們的值來自buff參數指向的結構中的相應的成員。
IPC_STAT 讀取消息隊列的屬性，並將其保存在buf指向的緩沖區中。
msgrcv.c用於接收消息，msgsend.c用於發送消息：
msgrcv.c
/* Here's the receiver program. */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/msg.h>
struct my_msg_st {
long int my_msg_type;
char some_text[BUFSIZ];
};
int main()
{
int running = 1;
int msgid;
struct my_msg_st some_data;
long int msg_to_receive = 0;
/* First, we set up the message queue. */
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if (msgid == -1) {
fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
/* Then the messages are retrieved from the queue, until an end message is encountered.
Lastly, the message queue is deleted. */
while(running) {
if (msgrcv(msgid, (void *)&some_data, BUFSIZ,msg_to_receive, 0) == -1) {
fprintf(stderr, "msgrcv failed with error: %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("You wrote: %s", some_data.some_text);
if (strncmp(some_data.some_text, "end", 3) == 0)
running = 0;
}
if (msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1) {
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
msgsend.c
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/* The sender program is very similar to msg1.c. In the main set up, delete the
msg_to_receive declaration and replace it with buffer[BUFSIZ], remove the message
queue delete and make the following changes to the running loop.
We now have a call to msgsnd to send the entered text to the queue. */
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <unistd.h>
#include <sys/msg.h>
#define MAX_TEXT 512
struct my_msg_st {
long int my_msg_type;
char some_text[MAX_TEXT];
};
int main()
{
int running = 1;
struct my_msg_st some_data;
int msgid;
char buffer[BUFSIZ];
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if (msgid == -1) {
fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
while(running) {
printf("Enter some text: ");
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
some_data.my_msg_type = 1;
strcpy(some_data.some_text, buffer);
if (msgsnd(msgid, (void *)&some_data, MAX_TEXT, 0) == -1) {
fprintf(stderr, "msgsnd failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
if (strncmp(buffer, "end", 3) == 0)
running = 0;
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
運行結果：
huangcheng@ubuntu:~$ ./msgsend
Enter some text: ctt
Enter some text: huangcheng
Enter some text: end
huangcheng@ubuntu:~$ ./msgrcv
You wrote: ctt
You wrote: huangcheng
You wrote: end
