UNP(卷2:進程間通信)—— 第5章:Posix消息隊列


Posix消息隊列 和 System V 消息隊列的主要差別

  • 對POSIX消息隊列的讀總是返回最高優先級的最早消息,對System V消息隊列的讀則可以返回任意指定優先級的消息。
  • 當往一個空隊列放置一個消息時,Posix消息隊列允許產生一個信號或啓動一個線程,System V消息隊列則不提供類似的機制。

隊列中的每個消息都具有如下屬性

  • 一個無符號整數優先級(Posix),或 一個長整數類型(System V);
  • 消息的數據部分長度(可以爲0)
  • 數據本身(如果長度大於0)

mq_open、mq_close、mq_unlink

#include <fcntl.h>           /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h>        /* For mode constants */
#include <mqueue.h>

mqd_t mq_open(const char *name, int oflag);
mqd_t mq_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, struct mq_attr *attr);
                             // 返回:成功則爲消息隊列描述符,出錯爲-1
oflag:O_RDONLY、O_WRONLY、O_RDWR;按位或O_CREAT、O_EXCL、O_NONBLOCK

在創建一個新隊列時,mode和attr參數是需要的。如果attr爲NULL,就使用默認屬性。


#include <mqueue.h>

int mq_close(mqd_t mqdes);

int mq_unlink(const char *name);
                             // 返回:成功則爲0,出錯則爲-1
調用mq_close,不再使用該描述符,但其消息隊列並不從系統中刪除。

要從系統中刪除,必須調用mq_unlink

描述符的打開,有一個引用計數器,當一個消息隊列的計數仍大於0時,其name就能刪除,但是該隊列的析構要到最後一個mq_close發生時才進行。


例子:

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <fcntl.h>
#include <sys/stat.h>
#include <mqueue.h>
#include <errno.h>

#define FILE_MODE (S_IRUSR | S_IWUSR | S_IRGRP | S_IROTH)

int main(int argc, char **argv)
{
    printf("argc = %d\n", argc);
    int    c, flags;
    mqd_t  mqd;

    flags = O_RDWR | O_CREAT | O_EXCL;
    while ( (c = getopt(argc, argv, "e")) != -1 ) {
        switch (c) {
        case 'e':
            flags |= O_EXCL;
            break;
        }
    }
    if (optind != argc - 1) {
        printf("usage: mqcreate [-e] <name>\n");
        return -1;
    }

    mqd = mq_open(argv[optind], flags, FILE_MODE, NULL);
    if (mqd == -1) {
        printf("mq_open failed!---[errno = %d]\n", errno);
        return -1;
    }

    mq_close(mqd);

    exit(0);
}


$ ./mqcreate /1234.mq

一直不清楚參數name的要求,通過查看man mq_overview得知:

Each  message queue  is  identified  by  a  name  of the form /somename;

所以像 /tmp/1234.mq 是不正確的。

生成的消息隊列文件在/dev/mqueue/目錄下。


mq_getattr、mq_setattr

#include <mqueue.h>

int mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr);

int mq_setattr(mqd_t mqdes, const struct mq_attr *newattr, struct mq_attr *oldattr);
                             // 返回:成功則爲0,出錯則爲-1
每個消息隊列有四個屬性,mq_getattr返回所有這些屬性,mq_setattr設置其中某個屬性。
struct mq_attr {
    long mq_flags;       /* Flags: 0 or O_NONBLOCK */
    long mq_maxmsg;      /* Max number of messages allowed on queue */
    long mq_msgsize;     /* Max size of message (bytes) */
    long mq_curmsgs;     /* number of messages currently in queue */
};
調用mq_open,可指定mq_maxmsg和mq_msgsize屬性,mq_open會忽略另外兩個成員。

調用mq_setattr,只設置或清楚非阻塞標誌。mq_maxmsg和mq_msgsize只能在創建隊列時設置mq_curmsgs只能獲取,不能設置。

若oldattr非空,則先前的屬性將返回到該結構體中。


mq_send、mq_receive

往隊列中放置一個消息,從隊列中取走一個消息。

每個消息有一個優先級,它是小於MQ_PRIO_MAX的無符號整數。Posix要求這個上限至少爲32。

mq_receive總是返回所指定隊列中最高優先級的最早消息,而且該優先級能隨該消息的內容及其長度一同返回。

#include <mqueue.h>

int mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int msg_prio);
                                                                                       // 返回:若成功則爲0,出錯爲-1
ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int *msg_prio);
                                                                                       // 返回:若成功則爲消息中字節數,出錯爲-1

#include <time.h>
#include <mqueue.h>

int mq_timedsend(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int msg_prio, const struct timespec *abs_timeout);
ssize_t mq_timedreceive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned int *msg_prio, const struct timespec *abs_timeout);

mq_receive的msg_len的值不能小於mq_msgsize,否則返回EMSGSIZE錯誤。

mq_send的prio參數是待發送消息的優先級。其值必須小於MQ_PRIO_MAX。


消息隊列限制:

mq_maxmsg

mq_msgsize

MQ_OPEN_MAX:一個進程能夠同時擁有打開着消息隊列的最大數目。(Posix要求至少爲8)

MQ_PRIO_MAX:任意消息的最大優先級值加1(Posix要求至少爲32)


mq_notify

#include <mqueue.h>

int mq_notify(mqd_t mqdes, const struct sigevent *sevp);
                                                          // 返回:若成功則爲0,出錯則爲-1
Posix消息允許異步事件通知(asynchronous event notification),以告知何時有一個消息放置到了某個空消息隊列中。這種通知有兩種方式選擇:

  • 產生一個信號;
  • 創建一個線程來執行一個指定的函數。

這種通知通過調用mq_notify建立。該函數爲指定隊列建議或刪除異步事件通知。

union sigval {
    int    sival_int;    /* Integer signal value. */
    void  *sival_ptr;    /* Pointer signal value. */
};

struct sigevent {
    int         sigev_notify;              /* Notification type. */
    int         sigev_signo;              /* Signal number. */
  union sigval     sigev_value;              /* Signal value. */
  void        (*sigev_notify_function)(union sigval); /* Notification function. */
  pthread_attr_t      *sigev_notify_attributes;             /* Notification attributes. */
};

(1).如果notification參數爲非空,那麼當前進程希望在有一個消息到達所指定的先前爲空的對列時得到通知。
(2).如果notification參數爲空,而且當前進程被註冊爲接收指定隊列的通知,那麼已存在的註冊將被撤銷。
(3).任意時刻只有一個進程可以被註冊爲接收某個給定隊列的通知。
(4).當有一個消息到達先前爲空的消息隊列,而且已有一個進程被註冊爲接收該隊列的通知時,只有在沒有任何線程阻塞在該隊列的mq_receive調用中的前提下,通知纔會發出。即說明,在mq_receive調用中的阻塞比任何通知的註冊都優先。
(5).當前通知被髮送給它的註冊進程時,其註冊幾倍撤銷。該進程必須再次調用mq_notify以重新註冊。



沒有列在該表中的函數不可以從信號處理程序中調用。


POSIX實時信號

信號可劃分爲兩個大組:
0、其值在SIGRTMIN和SIGRTMAX之間(包括兩者在內)的實時信號。POSIX要求至少提供RTSIG_MAX種實時信號,而該常值的最小值爲8.
1、所有其他信號:SIGALRM、SIGINT、SIGKILL等等。

當接收到某個信號的進程其sigaction調用中是否指定了新的SA_SIGINFO標誌,會造成以下的差異:

0、SA_SIGINFO指定時:SIGRTMIN到SIGRTMAX信號的實時行爲有保證 而所有其他信號的行爲沒有保證 

1、SA_SIGINFO沒有指定時所有信號的實時行爲都沒有保證。

就這種情況來看,若需要實時行爲,我們就得使用SIGRTMIN和SIGRTMAX之間的新的實時信號,而且在安裝信號處理程序時必須給sigaction指定SA_SIGINFO標誌。


術語實時行爲(realtime behavior)隱含着如下特徵:
0、信號是排隊的。也即是說若同一信號產生了三次,它就遞交三次。另外,一種給定信號的多次發生以先進先出(FIFO)順序排隊。對於不排隊的信號來說,產生了三次的某種信號可能只遞交一次。
1、當有多種SIGRTMIN到SIGRTMAX範圍內的解阻塞信號排隊時,值較小的信號先於值較大的信號遞交 。即是說:SIGRTMIN比值爲SIGRTMIN+1的信號“更爲優先”。
2、當某個非實時信號遞交時,傳遞給它的信號處理程序的唯一參數是該信號的值。實時信號比其他信號傳遞更多的信息。


可以通過設置 SA_SIGINFO標誌安裝的任意實時信號的信號處理程序聲明如下:

typedef struct { 
           int           si_signo;  /* Signal number.*/
           int           si_code;   /* Signal code. */
           int           si_errno;  /* If non-zero, an errno value associated with this signal, as described in <errno.h>. */
           pid_t         si_pid;    /* Sending process ID. */
           uid_t         si_uid;    /* Real user ID of sending process. */
           void         *si_addr;   /* Address of faulting instruction. */
           int           si_status; /* Exit value or signal. */
           long          si_band;   /* Band event for SIGPOLL. *、
           union sigval  si_value;  /* Signal value. */
} siginfo_t;













發佈了98 篇原創文章 · 獲贊 74 · 訪問量 15萬+
發表評論
所有評論
還沒有人評論,想成為第一個評論的人麼? 請在上方評論欄輸入並且點擊發布.
相關文章