Linux 进程间通信：System V 消息队列

1. 核心原理

消息队列是 Linux 内核维护的一个消息仓库。

发送进程
   │
msgsnd()
   ↓
┌──────────────────┐
│  type=1  hello   │
│  type=2  ledon   │
│  type=3  quit    │
└──────────────────┘
   ↓
msgrcv()
   │
接收进程

消息队列以“消息”为单位通信，每条消息都有一个 mtype。

---

2. 消息结构

struct MyMsgTyp {
    long mtype;       // 消息类型，必须是第一个成员
    char strMsg[256]; // 消息内容
};

---

3. 创建 / 获取消息队列

key_t key = ftok(".", 'a');

int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);

ftok()

ftok(".", 'a');

根据：

路径 + 字符

生成一个 IPC Key。

msgget()

msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);
key       → 找到对应消息队列
0666      → 权限
IPC_CREAT → 不存在就创建
msgid     → 消息队列标识符

---

4. 发送消息

运行：

./send 2 hello

main()：

int main(int argc, char *argv[])

得到：

argc = 3

argv[0] → "./send"
argv[1] → "2"
argv[2] → "hello"

然后：

msg.mtype = atoi(argv[1]);
strcpy(msg.strMsg, argv[2]);

得到：

mtype  = 2
strMsg = "hello"

最后：

msgsnd(msgid, &msg, strlen(msg.strMsg), 0);

把消息放入队列。

---

5. 接收指定类型的消息

运行：

./recv 2

此时：

argc = 2

argv[0] → "./recv"
argv[1] → "2"

接收：

msgrcv(msgid, &msg, BUFFER_SIZE, atoi(argv[1]), 0);

相当于：

msgrcv(msgid, &msg, BUFFER_SIZE, 2, 0);

意思：

只接收 mtype == 2 的消息。

例如队列：

type=1 → hello
type=2 → ledon
type=3 → temperature

执行：

./recv 2

只会取出：

type=2 → ledon

其他消息继续留在队列中。

---

6. mtype 是消息队列的核心

发送：

./send 1 hello
./send 2 ledon
./send 3 temperature

队列：

┌──────────────────────┐
│ type=1 → hello       │
│ type=2 → ledon       │
│ type=3 → temperature │
└──────────────────────┘

接收：

./recv 2

精准获取：

type=2 → ledon

所以：

mtype 用于消息分类和选择性接收。

---

7. 阻塞

msgrcv(..., 0);

最后一个参数为 0，表示默认阻塞。

如果当前没有符合类型的消息：

msgrcv()
   ↓
阻塞等待
   ↓
其他进程 msgsnd()
   ↓
消息到达
   ↓
msgrcv() 返回

---

8. 删除消息队列

msgctl(msgid, IPC_RMID, NULL);

删除 System V 消息队列。

---

9. 与 FIFO 的区别

FIFO：

write()
   ↓
字节流
   ↓
read()


消息队列：

msgsnd()
   ↓
一条完整消息
   ↓
msgrcv()
      ↑
   mtype 筛选

	FIFO	消息队列
创建	mkfifo()	msgget()
发送	write()	msgsnd()
接收	read()	msgrcv()
数据	字节流	消息
类型	无	mtype
删除	unlink()	msgctl()

---

10. 一句话记忆

ftok()   → 生成 Key
msgget() → 获取消息队列
msgsnd() → 发送消息
msgrcv() → 接收指定类型消息
msgctl() → 删除消息队列

消息队列 = 内核消息仓库 + mtype 消息分类。

---

11. 完整源码

发送端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define BUFFER_SIZE 256

struct MyMsgTyp {
    long mtype;
    char strMsg[BUFFER_SIZE];
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 3) {
        printf("./app <消息类型> <消息内容>\n");
        return -1;
    }

    // 根据路径和字符生成 IPC Key
    key_t key = ftok(".", 'a');

    // 创建/获取消息队列
    int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);

    struct MyMsgTyp msg;

    // 设置消息类型
    msg.mtype = atoi(argv[1]);

    // 设置消息内容
    strcpy(msg.strMsg, argv[2]);

    // 发送消息
    msgsnd(msgid,
           &msg,
           strlen(msg.strMsg),
           0);

    printf("消息发送成功: %s, %s\n",
           argv[1], argv[2]);

    return 0;
}

接收端

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>
#include <string.h>
#include <sys/types.h>
#include <sys/wait.h>
#include <sys/ipc.h>
#include <sys/msg.h>

#define BUFFER_SIZE 256

struct MyMsgTyp {
    long mtype;
    char strMsg[BUFFER_SIZE];
};

int main(int argc, char *argv[])
{
    if (argc != 2) {
        printf("./app <消息类型>\n");
        return -1;
    }

    // 根据路径和字符生成 IPC Key
    key_t key = ftok(".", 'a');

    // 创建/获取消息队列
    int msgid = msgget(key, 0666 | IPC_CREAT);

    struct MyMsgTyp msg;

    memset(&msg, 0, sizeof(msg));

    // 接收指定类型的消息
    msgrcv(msgid,
           &msg,
           BUFFER_SIZE,
           atoi(argv[1]),
           0);

    printf("读取成功! 消息类型: %ld, 消息内容: %s\n",
           msg.mtype,
           msg.strMsg);

    return 0;
}

使用

# 发送
./send 1 hello
./send 2 ledon
./send 3 temperature

# 接收 2 号消息
./recv 2

结果：

读取成功! 消息类型: 2, 消息内容: ledon

核心就这一条：发送时指定 mtype，接收时指定 mtype，从而实现消息的分类与精准接收。