Linux系统编程—消息队列

Linux系统编程—消息队列,第1张

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

目的:

基本掌握了 make 的用法,能在Linux系统上编程。

环境:

Linux系统,或者有一台Linux服务器,通过终端连接。一句话:有Linux编译环境。

准备:

准备三个文件:file1.c, file2.c, file2.h

file1.c:

#include

#include "file2.h"

int main()

{

printf("print file1$$$$$$$$$$$$ ")

File2Print()

return 0

}

file2.h:

#ifndef FILE2_H_

#define FILE2_H_

#ifdef __cplusplus

extern "C" {

#endif

void File2Print()

#ifdef __cplusplus

}

#endif

#endif

file2.c:

#include "file2.h"

void File2Print()

{

printf("Print file2********************** ")

}

基础:

先来个例子:

有这么个Makefile文件。(文件和Makefile在同一目录)

=== makefile 开始 ===

helloworld:file1.o file2.o

gcc file1.o file2.o -o helloworld

file1.o:file1.c file2.h

gcc -c file1.c -o file1.o

file2.o:file2.c file2.h

gcc -c file2.c -o file2.o

clean:

rm -rf *.o helloworld

=== makefile 结束 ===

一个 makefile 主要含有一系列的规则,如下:

A: B

(tab)

(tab)

每个命令行前都必须有tab符号。

上面的makefile文件目的就是要编译一个helloworld的可执行文件。让我们一句一句来解释:

helloworld : file1.o file2.o: helloworld依赖file1.o file2.o两个目标文件。

gcc File1.o File2.o -o helloworld: 编译出helloworld可执行文件。-o表示你指定 的目标文件名。

file1.o : file1.c: file1.o依赖file1.c文件。

gcc -c file1.c -o file1.o: 编译出file1.o文件。-c表示gcc 只把给它的文件编译成目标文件, 用源码文件的文件名命名但把其后缀由“.c”或“.cc”变成“.o”。在这句中,可以省略-o file1.o,编译器默认生成file1.o文件,这就是-c的作用。

file2.o : file2.c file2.h

gcc -c file2.c -o file2.o

这两句和上两句相同。

clean:

rm -rf *.o helloworld

当用户键入make clean命令时,会删除*.o 和helloworld文件。

如果要编译cpp文件,只要把gcc改成g++就行了。

写好Makefile文件,在命令行中直接键入make命令,就会执行Makefile中的内容了。

到这步我想你能编一个Helloworld程序了。

上一层楼:使用变量

上面提到一句,如果要编译cpp文件,只要把gcc改成g++就行了。但如果Makefile中有很多gcc,那不就很麻烦了。

第二个例子:

=== makefile 开始 ===

OBJS = file1.o file2.o

CC = gcc

CFLAGS = -Wall -O -g

helloworld : $(OBJS)

$(CC) $(OBJS) -o helloworld

file1.o : file1.c file2.h

$(CC) $(CFLAGS) -c file1.c -o file1.o

file2.o : file2.c file2.h

$(CC) $(CFLAGS) -c file2.c -o file2.o

clean:

rm -rf *.o helloworld

=== makefile 结束 ===

这里我们应用到了变量。要设定一个变量,你只要在一行的开始写下这个变量的名字,后 面跟一个 = 号,后面跟你要设定的这个变量的值。以后你要引用 这个变量,写一个 $ 符号,后面是围在括号里的变量名。

CFLAGS = -Wall -O –g,解释一下。这是配置编译器设置,并把它赋值给CFFLAGS变量。

-Wall: 输出所有的警告信息。

-O: 在编译时进行优化。

-g: 表示编译debug版本。

这样写的Makefile文件比较简单,但很容易就会发现缺点,那就是要列出所有的c文件。如果你添加一个c文件,那就需要修改Makefile文件,这在项目开发中还是比较麻烦的。

再上一层楼:使用函数

学到这里,你也许会说,这就好像编程序吗?有变量,也有函数。其实这就是编程序,只不过用的语言不同而已。

第三个例子:

=== makefile 开始 ===

CC = gcc

XX = g++

CFLAGS = -Wall -O –g

TARGET = ./helloworld

%.o: %.c

$(CC) $(CFLAGS) -c lt-o [email protected]

%.o:%.cpp

$(XX) $(CFLAGS) -c lt-o [email protected]

SOURCES = $(wildcard *.c *.cpp)

OBJS = $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst %.cpp,%.o,$(SOURCES)))

$(TARGET) : $(OBJS)

$(XX) $(OBJS) -o $(TARGET)

chmod a+x $(TARGET)

clean:

rm -rf *.o helloworld

=== makefile 结束 ===

函数1:wildcard

产生一个所有以 '.c' 结尾的文件的列表。

SOURCES = $(wildcard *.c *.cpp)表示产生一个所有以 .c,.cpp结尾的文件的列表,然后存入变量 SOURCES 里。

函数2:patsubst

匹配替换,有三个参数。第一个是一个需要匹配的式样,第二个表示用什么来替换它,第三个是一个需要被处理的由空格分隔的列表。

OBJS = $(patsubst %.c,%.o,$(patsubst %.cc,%.o,$(SOURCES)))表示把文件列表中所有的.c,.cpp字符变成.o,形成一个新的文件列表,然后存入OBJS变量中。

%.o: %.c

$(CC) $(CFLAGS) -c lt-o [email protected]

%.o:%.cpp

$(XX) $(CFLAGS) -c lt-o [email protected]

这几句命令表示把所有的.c,.cpp编译成.o文件。

这里有三个比较有用的内部变量。 [email protected] 扩展成当前规则的目的文件名, lt扩展成依靠 列表中的第一个依靠文件,而 $^ 扩展成整个依靠的列表(除掉了里面所有重 复的文件名)。

chmod a+x $(TARGET)表示把helloworld强制变成可执行文件。

Linux正在成为开发人员的编程天堂,成为开源和免费 *** 作系统。 Turbo C编译器已经是一种编译程序的旧方法,所以让程序员转向Linux以获得新的编程环境。 在本文中,我们将解释如何编写,编译和运行一个简单的C程序。 这将成为您迁移到可以在Linux上编写和执行的更复杂和有用的C程序的基础。

我们在Ubuntu 18.04 LTS系统上运行了本文中提到的步骤和命令。

我们将使用Linux命令行工具Terminal,以编译一个简单的C程序。 要打开终端,您可以使用Ubuntu Dash或Ctrl + Alt + T快捷方式。

第1步:安装build-essential软件包

为了编译和执行C程序,您需要在系统上安装必要的软件包。 在Linux终端中以root用户身份输入以下命令:

sudo apt-get install build-essential

系统会要求您输入root用户密码安装过程将在此之后开始。 请确保您已连接到互联网。

第2步:编写一个简单的C程序

安装必要的软件包之后,让我们编写一个简单的C程序。

打开Ubuntu的图形文本编辑器,将以下示例程序写入或复制到其中:

#include<stdio.h>

int main()

{

printf("nA sample C program www.linuxidc.comnn")

return 0

}

然后使用.c扩展名保存文件。 在这个例子中,我将我的C程序命名为linuxidc.c

或者,您可以通过gedit中的终端编写C程序,如下所示:

gedit linuxidc.c

这将创建一个.c文件,您可以在其中编写和保存程序。

第3步:使用gcc编译C程序

在终端中,输入以下命令以生成您编写的程序的可执行版本:

句法:

$ gcc [programName].c -o programName

示例:

$ gcc linuxidc.c -o linuxidc


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