详解Unix消息队列知识
学习了很久的Unix操作系统的知识，今天，我们来给大家介绍下Unix消息队列相关方面的知识。希望大家可以好好的学习。
在Unix操作系统的内部结构中，含有消息机构，即所有的消息都放在内核中，并且它们都有一个相应的Unix消息队列号。消息机构允许进程发送一个消息到任意其它进程，从而实现系统中进程间的通信。
一、Unix操作系统中的消息机构
消息是一个格式化的可变长度的信息单元。它有如下属性：(1)长整数类型 (2)消息的数据长度 (3)数据。由于消息的长度是可变的，故将消息分为消息首部和消息数据两部分。在消息首部中，记录着消息的类型和大小，指向消息数据区的指针，Unix消息队列的链接指针等。
每个消息队列有一个称为 key的名称，如同用户文件描述符一样，每个Unix消息队列还有一个消息队列描述符。此外，在一个系统中，可能有若干个Unix消息队列，所有Unix消息队列的头标组成一个数组。
1. Unix操作系统建立或返回Unix消息队列描述符
进程可用系统调用megget来建立或返回Unix消息队列的描述符。该系统调用的语法格式为：
- int megget(key,msgflg)
- key_t key;
- int megflg;
其中，key是Unix消息队列的名字；msgflg是用户设置的标志。如果IPC_CREAT表示系统无以key命名的消息队列，则建立消息队列标识符；若已存在，则返回Unix消息队列描述符msgid。
对于系统调用，核心将搜索Unix消息队列头标数组，确定是否有指定关键字的Unix消息队列。若无，核心将分配一新的队列结构，并返回给用户一个Unix消息队列描述符；否则，它只是检查Unix消息队列的许可权之后便返回。
2.Unix操作系统消息的发送
进程可用megsnd( )系统调用来发送一个消息，并将它链入Unix消息队列的尾部。该系统调用的语法格式如下：
- int msgsnd(msgid,msgp,msgsz,msgflg)
- int msgid;
- struct msgbuf * msgp;
- int msgsz,msgflg;
其中，msgid是由msgget返回的Unix消息队列描述符；msgp指向包含这条消息的结构，该结构由如下两个成员组成：
- struct msgbuf
- { long mtype; /* 消息类型 */
- char mtext[ ]; /* 消息的文本 */ }
msgsz是mtext的字节长度；msgflg规定了当无内存空间来存储消息时，进程等待还是立即返回。
对于msgsnd( )系统调用，核心检查消息队列描述符和许可权是否合法；消息长度是否超过系统规定的长度，若过长，进程睡眠等待出现足够大的空间，通过检查后，核心为消息分配消息数据区，并将消息从用户空间拷贝到消息数据区，分配消息首部，将它链入该Unix消息队列的尾部，在消息首部填写消息类型，大小以及指向消息数据区的指针，还有修改消息队列的头标中的数据。然后唤醒在等待消息到来的队列中睡眠的进程。
3. Unix操作系统消息的接收
进程可用msgrcv( )系统调用，从Unix消息队列中读一条消息，语法格式为：
- int msgrcv(msgid,msgp,msgsz,msgtyp,msgflg)
- int msgid,msgsz,msgflg;
- struct msgbuf * msgp;
- long msgtyp;
其中，msgid,msgp,msgsz,msgflg与msgsnd相似，msgtype是规定用户想读的消息类型。
对于msgrcv( )系统调用是先由核心检查消息队列标识符和许可权，接着根据msgtyp分三种情况处理。
(1) msgtyp=0，核心寻找Unix消息队列中的第一个消息，并将它返回给调用进程；
(2)msgtyp为正整数，核心返回给类型的第一个消息；
(3)msgtyp为负整数，核心应在其类型值小于或等于msgtyp绝对值的所有消息中，选择类型最低的第一消息返回。
如果所返回的消息的大小等于或小于用户请求，核心便将消息正文拷贝到用户区，再从队列中删除该消息，并唤醒睡眠的发送进程；如果消息比用户要求的大，则系统返回错误信息。
4. Unix操作系统Unix消息队列的操纵
可利用msgctl( )系统调用，来改变Unix消息队列的属性，即拥有者，许可权等。其语法格式如下：
- int msgctl(msgid,cmd,buf)
- int msgid,cmd;
- struct msgid_ds * buf;
其中，cmd是规定的命令；buf是用户缓冲区地址，用户用它来存放控制参数和查询结果。命令可分为三类：(1)用于查询有关Unix消息队列的情况。(2)用于改变有关Unix消息队列的属性。(3)消除Unix消息队列的标识符。
二、Unix操作系统多路复用消息
在客户-服务员模型中，一个服务员往往对应多个客户。这时我们可以利用消息的类型参量，让多个进程把消息放入同一个队列中，以便Unix消息队列能够多路复用。如图2 所示，我们只要把type置为1，以表示消息是从客户流向服务员的。
如果客户把它的进程号作为消息的一部分传递，那么服务员只要把客户进程号作为其消息类型，把它的消息发送给客户进程。每个客户进程都把msgrcv的参数msgtyp置为其进程号。
这样，我们就介绍玩了Unix操作系统的Unix消息队列的知识。
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