linux 内核中，工作队列和线程有什么区别

一句话概括：根本就是两个不同的概念，差别很大。

简单的说：

一般来说，线程是windows上的概念，windows区分进程和线程。而在linux上，统一叫进程，进程是完成某项任务所需资源的集合，同时也是linux基本的执行单元。

工作队列是一个等待被执行的任务链表，由专有的线程来调度、执行。很多linux驱动的中断下半部的实现，都是采用工作队列的方式。

作者：陈彬

链接：https://www.zhihu.com/question/20085207/answer/13927301

来源：知乎

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struct prio_array {

    unsigned intnr_active//优先级队列数据中task个数

    unsignedlong bitmap[BITMAP_SIZE]

    structlist_head queue[MAX_PRIO]

}

#define BITMAP_SIZE ((((MAX_PRIO+1+7)/8)+sizeof(long)-1)/sizeof(long))

//内核中long型占4个字节，一个字节8位，BITMAP_SIZE的值为5

场景：将任务加入到对应优先级队列的尾部

static void enqueue_task(struct task_struct *p, prio_array_t *array)

{

    sched_info_queued(p)

    list_add_tail(&p->run_list, array->queue + p->prio)

    __set_bit(p->prio, array->bitmap)

    array->nr_active++

    p->array = array

}

场景：将任务从优先级队列中移除

static void dequeue_task(struct task_struct *p, prio_array_t *array)

{

    array->nr_active--

    list_del(&p->run_list)

    if (list_empty(array->queue + p->prio))

    __clear_bit(p->prio, array->bitmap)

}

场景：将任务移动到对应优先级队列的尾部

/*

* Put task to the end of the run list without the overhead of dequeue

* followed by enqueue.

*/

static void requeue_task(struct task_struct *p, prio_array_t *array)

{

    list_move_tail(&p->run_list, array->queue + p->prio)

}

场景：将任务加入到对应优先级队列的首部

static inline void enqueue_task_head(struct task_struct *p, prio_array_t *array)

{

    list_add(&p->run_list, array->queue + p->prio)

    __set_bit(p->prio, array->bitmap)

    array->nr_active++

    p->array = array

}

消息队列本质上是位于内核空间的链表，链表的每个节点都是一条消息。每一条消息都有自己的消息类型，消息类型用整数来表示，而且必须大于 0。每种类型的消息都被对应的链表所维护：

其中数字 1 表示类型为 1 的消息，数字2、3、4 类似。彩色块表示消息数据，它们被挂在对应类型的链表上。

值得注意的是，刚刚说过没有消息类型为 0 的消息，实际上，消息类型为 0 的链表记录了所有消息加入队列的顺序，其中红色箭头表示消息加入的顺序。

无论你是发送还是接收消息，消息的格式都必须按照规范来。简单的说，它一般长成下面这个样子：

所以，只要你保证首4字节(32 位 linux 下的 long)是一个整数就行了。

举个例子：

从上面可以看出，正文部分是什么数据类型都没关系，因为消息队列传递的是 2 进制数据，不一定非得是文本。

msgsnd 函数用于将数据发送到消息队列。如果该函数被信号打断，会设置 errno 为 EINTR。

参数 msqid：ipc 内核对象 id

参数 msgp：消息数据地址

参数 msgsz：消息正文部分的大小（不包含消息类型）

参数 msgflg：可选项

该值为 0：如果消息队列空间不够，msgsnd 会阻塞。

IPC_NOWAIT：直接返回，如果空间不够，会设置 errno 为 EAGIN.

返回值：0 表示成功，-1 失败并设置 errno。

msgrcv 函数从消息队列取出消息后，并将其从消息队列里删除。

参数 msqid：ipc 内核对象 id

参数 msgp：用来接收消息数据地址

参数 msgsz：消息正文部分的大小（不包含消息类型）

参数 msgtyp：指定获取哪种类型的消息

msgtyp = 0：获取消息队列中的第一条消息

msgtyp >0：获取类型为 msgtyp 的第一条消息，除非指定了 msgflg 为MSG_EXCEPT，这表示获取除了 msgtyp 类型以外的第一条消息。

msgtyp <0：获取类型 ≤|msgtyp|≤|msgtyp| 的第一条消息。

参数 msgflg：可选项。

如果为 0 表示没有消息就阻塞。

IPC_NOWAIT：如果指定类型的消息不存在就立即返回，同时设置 errno 为 ENOMSG

MSG_EXCEPT：仅用于 msgtyp >0 的情况。表示获取类型不为 msgtyp 的消息

MSG_NOERROR：如果消息数据正文内容大于 msgsz，就将消息数据截断为 msgsz

程序 msg_send 和 msg_recv 分别用于向消息队列发送数据和接收数据。

msg_send 程序定义了一个结构体 Msg，消息正文部分是结构体 Person。该程序向消息队列发送了 10 条消息。

msg_send.c

程序 msg_send 第一次运行完后，内核中的消息队列大概像下面这样：

msg_recv 程序接收一个参数，表示接收哪种类型的消息。比如./msg_recv 4 表示接收类型为 4 的消息，并打印在屏幕。

先运行 msg_send，再运行 msg_recv。

接收所有消息

接收类型为 4 的消息

获取和设置消息队列的属性

msqid：消息队列标识符

cmd：控制指令

IPC_STAT:获得msgid的消息队列头数据到buf中

IPC_SET：设置消息队列的属性，要设置的属性需先存储在buf中，可设置的属性包括：msg_perm.uid、msg_perm.gid、msg_perm.mode以及msg_qbytes

buf：消息队列管理结构体。

返回值：

成功：0

出错：-1，错误原因存于error中

EACCESS：参数cmd为IPC_STAT，确无权限读取该消息队列

EFAULT：参数buf指向无效的内存地址

EIDRM：标识符为msqid的消息队列已被删除

EINVAL：无效的参数cmd或msqid

EPERM：参数cmd为IPC_SET或IPC_RMID，却无足够的权限执行

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