【正文】 本系列文章中的前兩部分，我們探討管道及信號(hào)兩種通信機(jī)制，本文將深入第三部分，介紹系統(tǒng) V 消息隊(duì)列及其相應(yīng) API。消息隊(duì)列（也叫做報(bào)文隊(duì)列）能夠克服早期unix通信機(jī)制的一些缺點(diǎn)。作為早期unix通信機(jī)制之一的信號(hào)能夠傳送的信息量有限，后來雖然POSIX ，使得信號(hào)在傳遞信息量方面有了相當(dāng)程度的改進(jìn)，但是信號(hào)這種通信方式更像即時(shí)的通信方式，它要求接受信號(hào)的進(jìn)程在某個(gè)時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)信號(hào)做出反應(yīng)，因此該信號(hào)最多在接受信號(hào)進(jìn)程的生命周期內(nèi)才有意義，信號(hào)所傳遞的信息是接近于隨進(jìn)程持續(xù)的概念（processpersistent），見附錄 1；管道及有名管道及有名管道則是典型的隨進(jìn)程持續(xù)IPC，并且，只能傳送無格式的字節(jié)流無疑會(huì)給應(yīng)用程序開發(fā)帶來不便，另外，它的緩沖區(qū)大小也受到限制。消息隊(duì)列就是一個(gè)消息的鏈表?？梢园严⒖醋饕粋€(gè)記錄，具有特定的格式以及特定的優(yōu)先級(jí)。對(duì)消息隊(duì)列有寫權(quán)限的進(jìn)程可以向中按照一定的規(guī)則添加新消息；對(duì)消息隊(duì)列有讀權(quán)限的進(jìn)程則可以從消息隊(duì)列中讀走消息。消息隊(duì)列是隨內(nèi)核持續(xù)的（參見附錄 1）。目前主要有兩種類型的消息隊(duì)列：POSIX消息隊(duì)列以及系統(tǒng)V消息隊(duì)列，系統(tǒng)V消息隊(duì)列目前被大量使用。考慮到程序的可移植性，新開發(fā)的應(yīng)用程序應(yīng)盡量使用POSIX消息隊(duì)列。在本系列專題的序（深刻理解Linux進(jìn)程間通信（IPC））中，提到對(duì)于消息隊(duì)列、信號(hào)燈、以及共享內(nèi)存區(qū)來說，有兩個(gè)實(shí)現(xiàn)版本：POSIX的以及系統(tǒng)V的。Linux內(nèi)核（）支持POSIX信號(hào)燈、POSIX共享內(nèi)存區(qū)以及POSIX消息隊(duì)列，（），還沒有提供對(duì)POSIX進(jìn)程間通信API的支持，不過應(yīng)該只是時(shí)間上的事。因此，本文將主要介紹系統(tǒng)V消息隊(duì)列及其相應(yīng)API。在沒有聲明的情況下，以下討論中指的都是系統(tǒng)V消息隊(duì)列。一、消息隊(duì)列基本概念1. 系統(tǒng)V消息隊(duì)列是隨內(nèi)核持續(xù)的，只有在內(nèi)核重起或者顯示刪除一個(gè)消息隊(duì)列時(shí)，該消息隊(duì)列才會(huì)真正被刪除。因此系統(tǒng)中記錄消息隊(duì)列的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（struct ipc_ids msg_ids）位于內(nèi)核中，系統(tǒng)中的所有消息隊(duì)列都可以在結(jié)構(gòu)msg_ids中找到訪問入口。 2. 消息隊(duì)列就是一個(gè)消息的鏈表。每個(gè)消息隊(duì)列都有一個(gè)隊(duì)列頭，用結(jié)構(gòu)struct msg_queue來描述（參見附錄 2）。隊(duì)列頭中包含了該消息隊(duì)列的大量信息，包括消息隊(duì)列鍵值、用戶ID、組ID、消息隊(duì)列中消息數(shù)目等等，甚至記錄了最近對(duì)消息隊(duì)列讀寫進(jìn)程的ID。讀者可以訪問這些信息，也可以設(shè)置其中的某些信息。 3. 下圖說明了內(nèi)核與消息隊(duì)列是怎樣建立起聯(lián)系的：其中：struct ipc_ids msg_ids是內(nèi)核中記錄消息隊(duì)列的全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)；struct msg_queue是每個(gè)消息隊(duì)列的隊(duì)列頭。 從上圖可以看出，全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu) struct ipc_ids msg_ids 可以訪問到每個(gè)消息隊(duì)列頭的第一個(gè)成員：struct kern_ipc_perm；而每個(gè)struct kern_ipc_perm能夠與具體的消息隊(duì)列對(duì)應(yīng)起來是因?yàn)樵谠摻Y(jié)構(gòu)中，有一個(gè)key_t類型成員key，而key則唯一確定一個(gè)消息隊(duì)列。kern_ipc_perm結(jié)構(gòu)如下：struct kern_ipc_perm{ //內(nèi)核中記錄消息隊(duì)列的全局?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)msg_ids能夠訪問到該結(jié)構(gòu)； key_t key。 //該鍵值則唯一對(duì)應(yīng)一個(gè)消息隊(duì)列 uid_t uid。 gid_t gid。uid_t cuid。gid_t cgid。mode_t mode。unsigned long seq。}二、操作消息隊(duì)列對(duì)消息隊(duì)列的操作無非有下面三種類型： 打開或創(chuàng)建消息隊(duì)列消息隊(duì)列的內(nèi)核持續(xù)性要求每個(gè)消息隊(duì)列都在系統(tǒng)范圍內(nèi)對(duì)應(yīng)唯一的鍵值，所以，要獲得一個(gè)消息隊(duì)列的描述字，只需提供該消息隊(duì)列的鍵值即可；注：消息隊(duì)列描述字是由在系統(tǒng)范圍內(nèi)唯一的鍵值生成的，而鍵值可以看作對(duì)應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的一條路經(jīng)。 讀寫操作消息讀寫操作非常簡(jiǎn)單，對(duì)開發(fā)人員來說，每個(gè)消息都類似如下的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)：struct msgbuf{long mtype。char mtext[1]。}。mtype成員代表消息類型，從消息隊(duì)列中讀取消息的一個(gè)重要依據(jù)就是消息的類型；mtext是消息內(nèi)容，當(dāng)然長(zhǎng)度不一定為1。因此，對(duì)于發(fā)送消息來說，首先預(yù)置一個(gè)msgbuf緩沖區(qū)并寫入消息類型和內(nèi)容，調(diào)用相應(yīng)的發(fā)送函數(shù)即可；對(duì)讀取消息來說，首先分配這樣一個(gè)msgbuf緩沖區(qū)，然后把消息讀入該緩沖區(qū)即可。 獲得或設(shè)置消息隊(duì)列屬性：消息隊(duì)列的信息基本上都保存在消息隊(duì)列頭中，因此，可以分配一個(gè)類似于消息隊(duì)列頭的結(jié)構(gòu)(struct msqid_ds，見附錄 2)，來返回消息隊(duì)列的屬性；同樣可以設(shè)置該數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。消息隊(duì)列API文件名到鍵值include sys/include sys/key_t ftok (char*pathname, char proj)；它返回與路徑pathname相對(duì)應(yīng)的一個(gè)鍵值。該函數(shù)不直接對(duì)消息隊(duì)列操作，但在調(diào)用ipc(MSGGET,…)或msgget()來獲得消息隊(duì)列描述字前，往往要調(diào)用該函數(shù)。典型的調(diào)用代碼是： key=ftok(path_ptr, 39。a39。)。 ipc_id=ipc(MSGGET, (int)key, flags,0,NULL,0)。 …linux為操作系統(tǒng)V進(jìn)程間通信的三種方式（消息隊(duì)列、信號(hào)燈、共享內(nèi)存區(qū)）提供了一個(gè)統(tǒng)一的用戶界面：int ipc(unsigned int call, int first, int second, int third, void *ptr, long fifth)。第一個(gè)參數(shù)指明對(duì)IPC對(duì)象的操作方式，對(duì)消息隊(duì)列而言共有四種操作：MSGSND、MSGRCV、MSGGET以及MSGCTL，分別代表向消息隊(duì)列發(fā)送消息、從消息隊(duì)列讀取消息、打開或創(chuàng)建消息隊(duì)列、控制消息隊(duì)列；first參數(shù)代表唯一的IPC對(duì)象；下面將介紹四種操作。 int ipc(MSGGET, int first, int second, int third, void *ptr, long fifth)。與該操作對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)V調(diào)用為：int msgget( (key_t)first，second)。 int ipc(MSGCTL, int first, int second, int third, void *ptr, long fifth)與該操作對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)V調(diào)用為：int msgctl( first，second, (struct msqid_ds*) ptr)。 int ipc(MSGSND, int first, int second, int third, void *ptr, long fifth)。與該操作對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)V調(diào)用為：int msgsnd( first, (struct msgbuf*)ptr, second, third)。 int ipc(MSGRCV, int first, int second, int third, void *ptr, long fifth)。與該操作對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)V調(diào)用為：int msgrcv( first，(struct msgbuf*)ptr, second, fifth,third)， 注：本人不主張采用系統(tǒng)調(diào)用ipc()，而更傾向于采用系統(tǒng)V或者POSIX進(jìn)程間通信API。原因如下： 雖然該系統(tǒng)調(diào)用提供了統(tǒng)一的用戶界面，但正是由于這個(gè)特性，它的參數(shù)幾乎不能給出特定的實(shí)際意義（如以first、second來命名參數(shù)），在一定程度上造成開發(fā)不便。 正如ipc手冊(cè)所說的：ipc()是linux所特有的，編寫程序時(shí)應(yīng)注意程序的移植性問題； 該系統(tǒng)調(diào)用的實(shí)現(xiàn)不過是把系統(tǒng)V IPC函數(shù)進(jìn)行了封裝，沒有任何效率上的優(yōu)勢(shì)； 系統(tǒng)V在IPC方面的API數(shù)量不多，形式也較簡(jiǎn)潔。 系統(tǒng)V消息隊(duì)列API共有四個(gè)，使用時(shí)需要包括幾個(gè)頭文件：include sys/include sys/include sys/1）int msgget(key_t key, int msgflg)參數(shù)key是一個(gè)鍵值，由ftok獲得；msgflg參數(shù)是一些標(biāo)志位。該調(diào)用返回與健值key相對(duì)應(yīng)的消息隊(duì)列描述字。在以下兩種情況下，該調(diào)用將創(chuàng)建一個(gè)新的消息隊(duì)列： 如果沒有消息隊(duì)列與健值key相對(duì)應(yīng)，并且msgflg中包含了IPC_CREAT標(biāo)志位； key參數(shù)為IPC_PRIVATE； 參數(shù)msgflg可以為以下：IPC_CREAT、IPC_EXCL、IPC_NOWAIT或三者的或結(jié)果。調(diào)用返回：成功返回消息隊(duì)列描述字，否則返回1。注：參數(shù)key設(shè)置成常數(shù)IPC_PRIVATE并不意味著其他進(jìn)程不能訪問該消息隊(duì)列，只意味著即將創(chuàng)建新的消息隊(duì)列。2）int msgrcv(