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. */
};
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;