若是一个多线程的进程，由于各个线程共享一个地址空间，可以直接通过变量的形式进行通信。而进程，由于各个进程独占一个地址空间，我们需要一种通信机制来完成进程间的数据交互。
Linux提供了System V和POSIX两种消息队列实现方式
System V IPC
System V IPC引入了三种高级进程间的通信机制。一个IPC对象包含消息队列、共享内寸和信号量。
- 共享内存
- 消息队列
- 信号灯集
System V IPC对象
每个IPC对象有唯一的ID；IPC对象创建后一直存在，直到被显式地删除；每个IPC对象有一个关联的KEY（其中进程的私有对象KTY值为0）。
命令查看IPC对象
IPC对象是全局对象，可用ipcs，ipcrm等命令查看或删除，生命周期与内核相同。
ipcs -q: 只显示消息队列
ipcs -s: 只显示信号量
ipcs -m: 只显示共享内存
System V 消息队列通信重要函数、
消息队列( message queue ) ： 消息队列是由消息的链表，存放在内核中并由消息队列标识符标识。消息队列克服了信号传递信息少、管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
消息队列的特点：
- 消息队列是面向记录的，其中消息具有特定的格式以及特定的优先级。
- 消息队列独立于发送和接受进程。进程终止时，消息队列的内容并不会被删除。
- 消息队列可以实现消息的随机查询，消息不一定要以先进先出的顺序读取，可以按照消息的类型读取。
进程间通过消息队列通信步骤：
- 创建或打开消息队列
- 添加消息
- 读取消息
- 控制消息队列。
（1）获取键值
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
key_t ftok(const char *path, int proj_id);
成功时返回合法的key值，失败时返回EOF，即-1
path 存在且可访问的文件的路径，并不会实际打开读取修改文件
proj_id 用于生成key的数字，不能为0，推荐114514（2）打开或创建消息队列
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgget(key_t key, int msgflg);
成功时返回消息队列的id，失败时返回EOF
key： 和消息队列关联的key IPC_PRIVATE 或 ftok
msgflg： 标志位 IPC_CREAT|0666
（3）添加消息
//消息结构体，需要保证第一个为long型
struct message
{
long mtype; //标识为何种消息！！！！剩下的自由发挥
char buffer[512];
}; #include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
msgid：消息队列ID。
msgp：消息结构体指针。
msgsz：结构体中字符数组的大小。（发送可用sizeof或者strlen计算）
msgflg：可以为0，也可以为IPC_NOWAIT。
返回值：成功返回0，失败返回-1。
在 System V 的消息队列中，每个消息都有一个消息类型，用来标识不同的消息。发送和接收消息时，必须指定消息类型，这样消息队列才能正确地选择合适的消息。
消息类型是一个整数，通常是正整数。发送和接收消息时，可以指定消息类型为0，这表示接收队列中的第一条消息。如果指定的消息类型不存在，则接收操作会被阻塞，直到消息队列中有指定类型的消息为止。
使用消息类型可以实现多个进程之间的不同类型的通信。例如，一个进程可以发送类型为1的消息，另一个进程可以接收类型为1的消息，并根据消息内容执行不同的操作。因此，消息类型是 System V 消息队列实现进程间通信的一个重要机制。一般来说，发送和接收消息时，要遵循一致的消息类型规则。例如，发送方指定的消息类型为1，接收方应该指定相同的消息类型1，而不是使用默认的0。这样可以保证消息传递的正确性和稳定性。
在使用 System V 的消息队列进行进程间通信时，并不是一定要使用 mtype 和 mtext 字段组成的消息结构体，你也可以自定义消息结构体，只需要保证消息结构体的第一个字段是 long 类型的 mtype 字段即可。
需要注意的是，如果你使用自定义的消息结构体，接收方需要知道消息结构体的定义，才能正确地解析消息数据。因此，在进行进程间通信时，建议将消息结构体的定义放在共享的头文件中，以便发送方和接收方都可以使用相同的消息结构体。
（4）读取消息
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp,int msgflg);
msgid：消息队列ID。
msgp：消息结构体指针。
msgsz：结构体中字符数组的大小。（使用sizeof计算）
msgtyp：消息类型。
可以为0，也可以为IPC_NOWAIT。
返回值：成功返回消息的数据长度，失败返回-1。
（5）控制消息队列
#include <sys/types.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>
int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
msgid：消息队列ID。
cmd：控制选项（或控制命令），下面详解
buf：存放属性信息（删除设置为NULL即可）
返回值：成功返回0，失败返回-1
IPC_STAT：将msqid消息队列的属性信息，读到第三个参数所指定的缓存。
IPC_SET：使用第三个参数中的新设置去修改消息队列的属性。
IPC_RMID：删除消息队列，用不到第三个参数，用不到时设置为NULL。在使用 System V 的消息队列进行进程间通信时，msgsnd 和 msgrcv 函数的第四个参数可以设置为 IPC_NOWAIT，用于指定函数的行为。IPC_NOWAIT 表示非阻塞操作，即如果消息队列已满（对于 msgsnd 函数）或消息队列为空（对于 msgrcv 函数），函数将立即返回，而不是等待消息队列可用。
具体来说，IPC_NOWAIT 参数对于 msgsnd 函数表示，如果消息队列已满，则不等待消息队列可用，直接返回错误并设置 errno 为 EAGAIN。这样可以避免函数一直阻塞，等待消息队列可用。而对于 msgrcv 函数表示，如果消息队列为空，则不等待消息队列有可用的消息，直接返回错误并设置 errno 为 ENOMSG。这样可以避免函数一直阻塞，等待消息队列有可用的消息。
在某些场景下，我们可能需要使用非阻塞操作来避免函数一直阻塞，例如在程序中需要同时处理多个进程间通信的消息队列，如果一个消息队列已满或为空，我们可能需要立即转到处理其他消息队列，而不是一直等待。在这种情况下，可以使用 IPC_NOWAIT 参数来实现非阻塞操作。
如果在 msgsnd 或 msgrcv 函数的第四个参数中设置为 0，则表示这是一个阻塞操作，函数将一直阻塞等待消息队列可用。对于 msgsnd 函数，如果消息队列已满，则阻塞等待直到消息队列可用；对于 msgrcv 函数，如果消息队列为空，则阻塞等待直到消息队列有可用的消息。
发送方进程
#include<iostream>
using namespace std;
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<cstring>
#include<sys/msg.h>
void unix_error(const char* msg) noexcept
{
cerr << msg;
exit(0);
}
//消息队列结构体，双方必须一致！！！
struct message
{
long mtype;
char buffer[512];
};
int main()
{
key_t key = ftok("./makefile",114514);
if(key < 0)
{
unix_error("create key error\n");
}
int msgid = msgget(key,IPC_CREAT | 0666 );
if(msgid < 0)
{
unix_error("create msgid error\n");
}
message msg;
msg.mtype = 1;
while(1)
{
memset(msg.buffer,0,512);
cout << "请输入需要发送的消息：";
cin >> msg.buffer;
if(msgsnd(msgid,&msg,strlen(msg.buffer) + 1,IPC_NOWAIT) == 0)
{
cout << "发送成功" << endl;
}
if(strcmp(msg.buffer,"quit") == 0)
{
break;
}
}
return 0;
}
接收方进程
#include<iostream>
using namespace std;
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<cstring>
#include<sys/msg.h>
void unix_error(const char* buffer) noexcept
{
cerr << buffer;
exit(0);
}
//消息队列结构体，双方必须一致！！！
struct message
{
long mtype;
char buffer[512];
};
int main()
{
key_t key = ftok("./makefile",114514);
int msgid = msgget(key,IPC_CREAT|0666);
if(msgid < 0)
{
unix_error("create msgid error\n");
}
message msg;
while(msgrcv(msgid,&msg,sizeof(msg.buffer),1,0) > 0)
{
if(strlen(msg.buffer) > 0)
{
cout << "收到消息：" << msg.buffer << endl;
}
if(strcmp(msg.buffer,"quit") == 0)
{
break;
}
memset(msg.buffer,0,512);
}
msgctl(msgid,IPC_RMID,nullptr);
return 0;
}
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