Linux进程间通信：System V消息队列与信号量实战

1. 消息队列基础与实战

在Linux系统编程中，进程间通信(IPC)是核心课题之一。System V消息队列作为传统IPC三大件之一（另外两个是共享内存和信号量），它允许无关进程通过消息链表进行结构化数据交换。与管道相比，消息队列具有以下显著优势：

• 消息类型标识：每个消息附带整数类型字段，支持优先级处理
• 异步通信：发送方和接收方不需要同时存在
• 持久化：消息会一直保留在队列中直到被显式读取
• 容量优势：系统级队列不受进程生命周期影响

1.1 关键数据结构解析

消息队列的核心是msqid_ds结构体，它由内核维护：

c复制struct msqid_ds {
    struct ipc_perm msg_perm;  // 权限结构
    time_t msg_stime;         // 最后发送时间
    time_t msg_rtime;         // 最后接收时间
    time_t msg_ctime;         // 最后修改时间
    unsigned long __msg_cbytes; 
    msgqnum_t msg_qnum;       // 当前队列消息数
    msglen_t msg_qbytes;      // 队列最大字节数
    pid_t msg_lspid;          // 最后发送进程PID
    pid_t msg_lrpid;          // 最后接收进程PID
};

消息体通常自定义，但必须包含固定头部：

c复制struct mymsg {
    long mtype;     // 必须作为第一个字段
    char mtext[1];  // 柔性数组，实际长度可变
};

1.2 核心API实战

创建/获取消息队列：

c复制int msgget(key_t key, int msgflg);

• key：建议用ftok()生成，也可用IPC_PRIVATE
• msgflg：权限位(如0666)组合IPC_CREAT等标志
• 返回值：成功返回队列ID，失败-1

发送消息示例：

c复制struct msg_buf {
    long mtype;