http://blog.csdn.net/stonecao/article/details/10364287
1.消息隊列簡介
實現linux進程通信的方式有5種：
--信號（Singal）
--管道（Pipe）
--消息隊列（Message）
--信號量（Semaphore）
每種進程通信方式實現方式和功能不一樣，帶來適用的場景也有所不同，消息隊列是鏈表隊列，它通過內核提供一個struct msqid_ds *msgque[MSGMNI]向量維護內核的一個消息隊列列表，因此linux系統支持的最大消息隊列數由msgque數組大小來決定，每一個msqid_ds表示一個消息隊列，並通過msqid_ds.msg_first、msg_last維護一個先進先出的msg鏈表隊列，當發送一個消息到該消息隊列時，把發送的消息構造成一個msg結構對象，並添加到msqid_ds.msg_first、msg_last維護的鏈表隊列，同樣，接收消息的時候也是從msg鏈表隊列尾部查找到一個msg_type匹配的msg節點，從鏈表隊列中刪除該msg節點，並修改msqid_ds結構對象的數據。
2.消息隊列的數據結構
--1.
struct msqid_ds *msgque[MSGMNI]
向量：
msgque[MSGMNI]是一個msqid_ds結構的指針數組，每個msqid_ds結構指針代表一個系統消息隊列，msgque[MSGMNI]的大小爲MSGMNI=128，也就是說系統最多有MSGMNI=128個消息隊列
--2.
struct msqid_ds
一個消息隊列結構
struct msqid_ds 中主要數據成員介紹如下：
struct msqid_ds
{
struct ipc_perm msg_perm;
struct msg *msg_first; /*消息隊列頭指針*/
struct msg *msg_last; /*消息隊列尾指針*/
__kernel_time_t msg_stime; /*最後一次插入消息隊列消息的時間*/
__kernel_time_t msg_rtime; /*最後一次接收消息即刪除隊列中一個消息的時間*/
__kernel_time_t msg_ctime;
struct wait_queue *wwait; /*發送消息等待進程隊列*/
struct wait_queue *rwait;
unsigned short msg_cbytes;
unsigned short msg_qnum; /*消息隊列中的消息個數*/
unsigned short msg_qbytes;
__kernel_ipc_pid_t msg_lspid; /*最後一次消息發送進程的pid*/
__kernel_ipc_pid_t msg_lrpid; /*最後一次消息發送進程的pid*/
};--3.
struct msg
消息節點結構：
msqid_ds.msg_first，msg_last維護的鏈表隊列中的一個鏈表節點
struct msg
{
msg *msg_next; /*下一個msg*/
long msg_type; /*消息類型*/
*msg_spot; /*消息體開始位置指針*/
msg_ts; /*消息體長度*/
message； /*消息體*/
}--4.msgbuf消息內容結構：
msg 消息節點中的消息體，也是消息隊列使用進程（消息隊列發送接收進程）發送或者接收的消息
struct msgbuf
{
long mtype; --消息類型
char mtext[n]; --消息內容
}3.消息隊列的使用
--1.消息隊列Key的獲取：
在程序中若要使用消息隊列，必須要能知道消息隊列key,因爲應用進程無法直接訪問內核消息隊列中的數據結構，因此需要一個消息隊列的標識，讓應用進程知道當前操作的是哪個消息隊列，同時也要保證每個消息隊列key值的唯一性
----a.通過ftok函數獲取
key_t key;
key=ftok(".","a")該函數通過一個路徑名稱映射出一個消息隊列key(我的理解是使用路徑映射的方式比較容易獲取一個唯一的消息隊列key)
----b.直接定義key:
#define MSG_KEY 123456
自定義key的方式要注意避免消息隊列的重複。
--2.獲取或者打開一個消息隊列
----a.使用說明
qid=msgget(key_t key, int msgflag)
--key: 消息隊列key
--msgflag:
·IPC_PRIVATE:創建一個該進程獨佔的消息隊列，其它進程不能訪問該消息隊列
·IPC_CREAT:若消息隊列不存在，創建一個新的消息隊列，若消息隊列存在，返回存在的消息隊列
·IPC_CREAT | IPC_EXCL: IPC_EXCL標誌本身沒有多大意義，與IPC_CREAT一起使用，保證只創建新的消息隊列，若對應key的消息隊列已經存在，則返回錯誤
·IPC_NOWAIT:小隊列以非阻塞的方式獲取（若不能獲取，立即返回錯誤）
----b.函數原理
------1）如果key==IPC_PRIVATE，則申請一塊內存，創建一個新的消息隊列（數據結構msqid_ds)，將其初始化後加入到msgque向量表中的某個空位置處，返回標示符。
------2）在msgque向量表中找鍵值爲key的消息隊列，如果沒有找到，結果有二：
·msgflag表示不創建新的隊列，則錯誤返回。
·msgflag表示要創建新的隊列（IPC_CREAT），則創建新消息隊列，創建過程如1）。
-------3）如果在msgque向量表中找到了鍵值爲key的消息隊列，則有以下情況：
·如果msgflg表示一定要創建新的消息隊列而且不允許有相同鍵值的隊列存在，則錯誤返回。
·如果找到的隊列是不能用的或已經損壞的隊列，則錯誤返回。
·認證和存取權限檢查，如果該隊列不允許msgflg要求的存取，則錯誤返回。
·正常，返回隊列的標識符。
--3.發送一個消息到消息隊列
----a.使用說明：
int msgsnd (int msqid, struct msgbuf *msgp, size_t msgsz, int msgflg)
------msqid爲消息隊列的qid
------msgp對應消息內容結構體指針
------msgsz消息的大小即msgp指針指向的消息結構體的大小
------msgflg消息標誌
·0：忽略該標誌位，以阻塞的方式發送消息到消息隊列
·IPC_NOWAIT：以非阻塞的方式發送消息，若消息隊列滿，函數立即返回。
------返回：
·0: 成功
·-1:非阻塞方式訪問滿消息隊列返回
·EACCES：沒有該消息隊列寫權限
·EFAULT:消息隊列地址無法獲取
·EIDRM:消息隊列已經被刪除
·EINTR:消息隊列等待寫入的時候被中斷
·ENOMEM:內存不夠
----b.函數原理：
1)計算id = (unsigned int) msqid % MSGMNI,然後根據id在linux系統消息隊列向量msgque[MSGMNI]中查找對應的消息隊列，並進行認證檢查，合法性檢查
2)如果隊列已滿，以可中斷等待狀態（TASK_INTERRUPTIBLE）將當前進程掛起在wwait等待隊列(發送消息等待隊列)上（msgflag==0）。
3)否則根據msgbuf的大小申請一塊空間，並在其上創建一個消息數據結構struct msg(內核空間)，將消息緩衝區中的消息內容拷貝到該內存塊中消息頭的後面（從用戶空間拷貝到內核空間）。
4)將消息數據結構加入到消息隊列的隊尾，修改隊列msqid_ds的相應參數。
5)喚醒在該消息隊列的rwait進程隊列(讀等待進程隊列)上等待讀的進程,並返回。
--4.從消息隊列接收一個消息到msgbuf*
----a.使用說明
int msgrcv (int msqid, struct msgbuf *msgp, size_t msgsz,long msgtyp, int msgflg)
----msqid爲消息隊列的qid
----msgp是接收到的消息將要存放的緩衝區
----msgsz是消息的大小
----msgtyp是期望接收的消息類型
----msgflg是標誌
·0:表示忽略
·IPC_NOWAIT:如果消息隊列爲空，不阻塞等待，返回一個ENOMSG
----返回
·0：成功
·-1:消息長度大於msgsz
·EACCES：沒有該消息隊列讀權限
·EFAULT:消息隊列地址無法獲取
·EIDRM:消息隊列已經被刪除
·EINTR:消息隊列等待寫入的時候被中斷
·ENOMEM:內存不夠
----b.函數原理：
1)計算id = (unsigned int) msqid % MSGMNI,然後根據id在msgque[MSGMNI]中查找對應的消息隊列，並進行認證檢查，合法性檢查
2)根據msgtyp搜索消息隊列，情況有二：
----如果找不到所要的消息，則以可中斷等待狀態（TASK_INTERRUPTIBLE）將當前進程掛起在rwait等待隊列
----如果找到所要的消息，則將消息從隊列中摘下，調整隊列msqid_ds參數，喚醒該消息隊列的wwait進程隊列上等待寫的進程，將消息內容拷貝到用戶空間的消息緩衝區msgp中，釋放內核中該消息所佔用的空間，返回
--5.消息的控制
----a.使用說明：
int msgctl (int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf)
------msqid：爲消息隊列的qid
------cmd：爲該函數要對消息隊列執行的操作
·IPC_STAT：取出消息隊列的msqid_ds結構體並將參數存入buf所指向的msqid_ds結構對象中
·IPC_SET：設定消息隊列的msqid_ds 數據中的msg_perm 成員。設定的值由buf 指向的msqid_ds
結構給出。
·IPC_EMID：將隊列從系統內核中刪除。
----buf：消息隊列msqid_ds結構體指針
----b.函數作用
對消息隊列進行設置以及相關操作，具體操作由cmd指定。