（一）什么是消息队列
消息队列提供了一个进程给另外一个进程发送数据块的方法，每个数据块都可以被认为是由自己的类型的，接受者接受的数据块可以有不同的类型；不像管道和命名管道那样，必须以先进先出的方式接收数据。
同管道类似的是，他有一个不足的地方就是每个消息的最大长度是有上限的（MSGMAX），每个仙子队列的总的字节数（MSGMNB），系统上消息队列的总数上限（MSGMNI），可以用cat/proc/sys/kernel/msgmax查看具体的数据。
（二）消息队列的使用
linux消息队列的API都定义在sys/msg.h头文件中，其中包括四个系统调用：msgget、msgsnd、msgrcv、msgctl；
2.1msgget系统调用
用来创建一个消息队列，或者获取一个已存在的消息队列，定义如下：
#include <sys/msg.h>
int msgget(key_t, key, int msgflg);
【参数 key】：键值，用来标识一个全局唯一的消息队列。
【参数 msgflg】：一个权限标志，表示消息队列的访问权限，它与文件的访问权限一样。msgflg可以与IPC_CREAT做或操作，表示当key所命名的消息队列不存在时创建一个消息队列，如果key所命名的消息队列存时，IPC_CREAT标志会被忽略，而只返回一个标识符。
【函数返回值】成功返回一个以key命名的消息队列的标识符（非零整数），失败时返回-1.
在shmget用于创建内存，与之关联的内核数据结构shmid_ds将被创建并初始化，shmid_ds结构体的定义和初始化参照《linux高性能服务器编程》263页了解。
2.2msgsnd系统调用
用来将一条信息添加到消息队列中，定义如下：
#include <sys/msg.h>
int msgsend(int msgid, const void *msg_ptr, size_t msg_sz, int msgflg);
【参数 msgid】：是由msgget系统调用返回的消息队列标识符。
【参数 msg_ptr】：指向一个准备发送消息的指针，消息必须被定义为如下：
struct my_message
{
long int message_type; /* 消息类型，必须是一个正整数 */
char mtext[512]; /* 消息数据 */
};
【参数 msg_sz】：是指消息的数据部分（mtext）的长度，这个长度可以为0，代表没有数据。
【参数 msgflg】：控制msgsnd的行为。它通常仅支持IPC_NOWAIT标志，即以非阻塞的方式发送消息。默认情况下，发送消息时如果消息队列满了，则msgsnd将会阻塞。若IPC_NOWAIT标志被指定，则msgsnd将会立即返回并设置werrno为EAGAIN.具体情况参照《linux高性能服务器编程》264页。
【函数返回值】：如果调用成功，消息数据的一分副本将被放到消息队列中，并返回0，失败时返回-1并设置errno.成功后回修改内核数据结构msqid_ds的部分字段。
2.3msgrcv系统调用
用来从消息队列中获取消息，定义如下:
#include <sys/msg.h>
int msgrcv(int msgid, void *msg_ptr, size_t msg_st, long int msgtype, int msgflg);
【参数 msgtype】：指定接受哪一种类型的消息。可以实现一种简单的接收优先级。如果msgtype为0，就获取队列中的第一个消息。如果它的值大于零，将获取具有相同消息类型的第一个信息。如果它小于零，就获取类型等于或小于msgtype的绝对值的第一个消息。
【参数 msgflg】：用于控制当队列中没有相应类型的消息可以接收时将发生的事情。
【函数返回值】：调用成功时，该函数返回放到接收缓存区中的字节数，消息被复制到由msg_ptr指向的用户分配的缓存区中，然后删除消息队列中的对应消息。失败时返回-1.
参数msgid, msg_ptr, msg_st的作用和函数msgsnd的参数意义相同一。
2.4msgctl系统调用
用来控制消息队列的某些属性，定义如下：
#include <sys/msg.h>
int msgctl(int msgid, int command, struct msgid_ds *buf);
【参数 id】：同上。
【参数 command】：command是将要采取的动作，它可以取6个值，这里列举常用的3个：
（1）IPC_STAT：把msgid_ds结构中的数据设置为消息队列的当前关联值，即用消息队列的当前关联值覆盖msgid_ds的值。
（2）IPC_SET：如果进程有足够的权限，就把消息列队的当前关联值设置为msgid_ds结构中给出的值
（3）IPC_RMID：删除消息队列
【参数 buf】：是指向msgid_ds结构的指针，它指向消息队列模式和访问权限的结构。msgid_ds结构至少包括以下成员：
struct msgid_ds
{
uid_t shm_perm.uid;
uid_t shm_perm.gid;
mode_t shm_perm.mode;
};
【函数返回值】：成功时返回0，失败时返回-1.
（三）代码演示
消息队列可以让不相关的进程进行行通信，所以我们在这里将会编写两个程序，msgreceive和msgsned来表示接收和发送信息。根据正常的情况，我们允许两个程序都可以创建消息，但只有接收者在接收完最后一个消息之后，它才把它删除。
接受数据源代码：recv.c
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <errno.h>
#include <sys/msg.h>
struct msg_st
{
long int msg_type;
char text[BUFSIZ];
};
int main()
{
int running = 1;
int msgid = -1;
struct msg_st data;
long int msgtype = 0; //注意1
//建立消息队列
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if(msgid == -1)
{
fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
//从队列中获取消息，直到遇到end消息为止
while(running)
{
if(msgrcv(msgid, (void*)&data, BUFSIZ, msgtype, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgrcv failed with errno: %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
printf("You wrote: %s\n",data.text);
//遇到end结束
if(strncmp(data.text, "end", 3) == 0)
running = 0;
}
//删除消息队列
if(msgctl(msgid, IPC_RMID, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgctl(IPC_RMID) failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
发送数据源代码：write.c
#include <unistd.h>
#include <stdlib.h>
#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>
#define MAX_TEXT 512
struct msg_st
{
long int msg_type;
char text[MAX_TEXT];
};
int main()
{
int running = 1;
struct msg_st data;
char buffer[BUFSIZ];
int msgid = -1;
//建立消息队列
msgid = msgget((key_t)1234, 0666 | IPC_CREAT);
if(msgid == -1)
{
fprintf(stderr, "msgget failed with error: %d\n", errno);
exit(EXIT_FAILURE);
}
//向消息队列中写消息，直到写入end
while(running)
{
//输入数据
printf("Enter some text: ");
fgets(buffer, BUFSIZ, stdin);
data.msg_type = 1; //注意2
strcpy(data.text, buffer);
//向队列发送数据
if(msgsnd(msgid, (void*)&data, MAX_TEXT, 0) == -1)
{
fprintf(stderr, "msgsnd failed\n");
exit(EXIT_FAILURE);
}
//输入end结束输入
if(strncmp(buffer, "end", 3) == 0)
running = 0;
sleep(1);
}
exit(EXIT_SUCCESS);
}
（四）消息队列与命名管道的比较
消息队列跟命名管道有不少的相同之处，通过与命名管道一样，消息队列进行通信的进程可以是不相关的进程，同时它们都是通过发送和接收的方式来传递数据的。在命名管道中，发送数据用write，接收数据用read，则在消息队列中，发送数据用msgsnd，接收数据用msgrcv。而且它们对每个数据都有一个最大长度的限制。
与命名管道相比，消息队列的优势在于：
1、消息队列也可以独立于发送和接收进程而存在，从而消除了在同步命名管道的打开和关闭时可能产生的困难。
2、同时通过发送消息还可以避免命名管道的同步和阻塞问题，不需要由进程自己来提供同步方法。
3、接收程序可以通过消息类型有选择地接收数据，而不是像命名管道中那样，只能默认地接收。
参考文章：