Linux系统编程—消息队列

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：

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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

基本linux命令

基本linux命令有哪些呢？

1、ls命令

就是 list 的缩写，通过 ls 命令不仅可以查看 linux 文件夹包含的文件，而且可以查看文件权限(包括目录、文件夹、文件权限)查看目录信息等等。

常用参数搭配：

ls -a 列出目录所有文件，包含以.开始的隐藏文件

ls -A 列出除.及..的其它文件

ls -r 反序排列

ls -t 以文件修改时间排序

ls -S 以文件大小排序

ls -h 以易读大小显示

ls -l 除了文件名之外，还将文件的权限、所有者、文件大小等信息详细列出来

实例：

(1) 按易读方式按时间反序排序，并显示文件详细信息

ls -lhrt

(2) 按大小反序显示文件详细信息

ls -lrS

(3)列出当前目录中所有以"t"开头的目录的详细内容

ls -l t*

(4) 列出文件绝对路径（不包含隐藏文件）

ls | sed "s:^:`pwd`/:"

(5) 列出文件绝对路径（包含隐藏文件）

find $pwd -maxdepth 1 | xargs ls -ld

2、cd 命令

cd(changeDirectory) 命令语法：

cd [目录名]

说明：切换当前目录至 dirName。

实例：

（1）进入要目录

cd /

（2）进入 "home" 目录

cd ~

（3）进入上一次工作路径

cd -

（4）把上个命令的参数作为cd参数使用。

cd !$

3、pwd 命令

pwd 命令用于查看当前工作目录路径。

实例：

（1）查看当前路径

pwd

（2）查看软链接的实际路径

pwd -P

4、mkdir 命令

mkdir 命令用于创建文件夹。

可用选项：

-m: 对新建目录设置存取权限，也可以用 chmod 命令设置;

-p: 可以是一个路径名称。此时若路径中的某些目录尚不存在,加上此选项后，系统将自动建立好那些尚不在的目录，即一次可以建立多个目录。

实例：

（1）当前工作目录下创建名为 t的文件夹

mkdir t

（2）在 tmp 目录下创建路径为 test/t1/t 的目录，若不存在，则创建：

mkdir -p /tmp/test/t1/t

5、rm 命令

删除一个目录中的一个或多个文件或目录，如果没有使用 -r 选项，则 rm 不会删除目录。如果使用 rm 来删除文件，通常仍可以将该文件恢复原状。

rm [选项] 文件…

实例：

（1）删除任何 .log 文件，删除前逐一询问确认：

rm -i *.log

（2）删除 test 子目录及子目录中所有档案删除，并且不用一一确认：

rm -rf test

（3）删除以 -f 开头的文件

rm -- -f*

6、rmdir 命令

从一个目录中删除一个或多个子目录项，删除某目录时也必须具有对其父目录的写权限。

注意：不能删除非空目录

实例：

（1）当 parent 子目录被删除后使它也成为空目录的话，则顺便一并删除：

rmdir -p parent/child/child11

7、mv 命令

移动文件或修改文件名，根据第二参数类型（如目录，则移动文件；如为文件则重命令该文件）。

当第二个参数为目录时，第一个参数可以是多个以空格分隔的文件或目录，然后移动第一个参数指定的多个文件到第二个参数指定的目录中。

实例：

（1）将文件 test.log 重命名为 test1.txt

mv test.log test1.txt

（2）将文件 log1.txt,log2.txt,log3.txt 移动到根的 test3 目录中

mv llog1.txt log2.txt log3.txt /test3

（3）将文件 file1 改名为 file2，如果 file2 已经存在，则询问是否覆盖

mv -i log1.txt log2.txt

（4）移动当前文件夹下的所有文件到上一级目录

mv * ../

8、cp 命令

将源文件复制至目标文件，或将多个源文件复制至目标目录。

注意：命令行复制，如果目标文件已经存在会提示是否覆盖，而在 shell 脚本中，如果不加 -i 参数，则不会提示，而是直接覆盖！

-i 提示

-r 复制目录及目录内所有项目

-a 复制的文件与原文件时间一样

实例：

（1）复制 a.txt 到 test 目录下，保持原文件时间，如果原文件存在提示是否覆盖。

cp -ai a.txt test

（2）为 a.txt 建议一个链接（快捷方式）

cp -s a.txt link_a.txt

9、cat 命令

cat 主要有三大功能：

1.一次显示整个文件:

cat filename

2.从键盘创建一个文件:

cat filename

只能创建新文件，不能编辑已有文件。

3.将几个文件合并为一个文件:

cat file1 file2 file

-b 对非空输出行号

-n 输出所有行号

实例：

（1）把 log2012.log 的文件内容加上行号后输入 log2013.log 这个文件里

cat -n log2012.log log2013.log

（2）把 log2012.log 和 log2013.log 的文件内容加上行号（空白行不加）之后将内容附加到 log.log 里

cat -b log2012.log log2013.log log.log

（3）使用 here doc 生成新文件

cat log.txt EOF

Hello

World

PWD=$(pwd)

EOF

ls -l log.txt

cat log.txt

Hello

World

PWD=/opt/soft/test

（4）反向列示

tac log.txt

PWD=/opt/soft/test

World

Hello

10、more 命令

功能类似于 cat, more 会以一页一页的显示方便使用者逐页阅读，而最基本的指令就是按空白键（space）就往下一页显示，按 b 键就会往回（back）一页显示。

命令参数：

+n 从笫 n 行开始显示

-n 定义屏幕大小为n行

+/pattern 在每个档案显示前搜寻该字串（pattern），然后从该字串前两行之后开始显示

-c 从顶部清屏，然后显示

-d 提示“Press space to continue，’q’ to quit（按空格键继续，按q键退出）”，禁用响铃功能

-l 忽略Ctrl+l（换页）字符

-p 通过清除窗口而不是滚屏来对文件进行换页，与-c选项相似

-s 把连续的多个空行显示为一行

-u 把文件内容中的下画线去掉

常用操作命令：

Enter 向下 n 行，需要定义。默认为 1 行

Ctrl+F 向下滚动一屏

空格键 向下滚动一屏

Ctrl+B 返回上一屏

= 输出当前行的行号

:f 输出文件名和当前行的行号

V 调用vi编辑器

!命令 调用Shell，并执行命令

q 退出more

实例：

（1）显示文件中从第3行起的内容

more +3 text.txt

（2）在所列出文件目录详细信息，借助管道使每次显示 5 行

ls -l | more -5

按空格显示下 5 行。

11、less 命令

less 与 more 类似，但使用 less 可以随意浏览文件，而 more 仅能向前移动，却不能向后移动，而且 less 在查看之前不会加载整个文件。

常用命令参数：

-i 忽略搜索时的大小写

-N 显示每行的行号

-o 文件名 将less 输出的内容在指定文件中保存起来

-s 显示连续空行为一行

/字符串：向下搜索“字符串”的功能

?字符串：向上搜索“字符串”的功能

n：重复前一个搜索（与 / 或 ? 有关）

N：反向重复前一个搜索（与 / 或 ? 有关）

-x 数字 将“tab”键显示为规定的数字空格

b 向后翻一页

d 向后翻半页

h 显示帮助界面

Q 退出less 命令

u 向前滚动半页

y 向前滚动一行

空格键 滚动一行

回车键 滚动一页

[pagedown]： 向下翻动一页

[pageup]： 向上翻动一页

实例：

（1）ps 查看进程信息并通过 less 分页显示

ps -aux | less -N

（2）查看多个文件

less 1.log 2.log

可以使用 n 查看下一个，使用 p 查看前一个。

12、head 命令

head 用来显示档案的开头至标准输出中，默认 head 命令打印其相应文件的开头 10 行。

常用参数：

-n行数 显示的行数（行数为复数表示从最后向前数）

实例：

（1）显示 1.log 文件中前 20 行

head 1.log -n 20

（2）显示 1.log 文件前 20 字节

head -c 20 log2014.log

（3）显示 t.log最后 10 行

head -n -10 t.log

13、tail 命令

用于显示指定文件末尾内容，不指定文件时，作为输入信息进行处理。常用查看日志文件。

常用参数：

-f 循环读取（常用于查看递增的日志文件）

-n行数 显示行数（从后向前）

（1）循环读取逐渐增加的文件内容

ping 127.0.0.1 ping.log

后台运行：可使用 jobs -l 查看，也可使用 fg 将其移到前台运行。

tail -f ping.log

（查看日志）

14、which 命令

在 linux 要查找某个文件，但不知道放在哪里了，可以使用下面的一些命令来搜索：

which 查看可执行文件的位置。

whereis 查看文件的位置。

locate 配合数据库查看文件位置。

find 实际搜寻硬盘查询文件名称。

which 是在 PATH 就是指定的路径中，搜索某个系统命令的位置，并返回第一个搜索结果。使用 which 命令，就可以看到某个系统命令是否存在，以及执行的到底是哪一个位置的命令。

常用参数：

-n 　指定文件名长度，指定的长度必须大于或等于所有文件中最长的文件名。

实例：

（1）查看 ls 命令是否存在，执行哪个

which ls

（2）查看 which

which which

（3）查看 cd

which cd（显示不存在，因为 cd 是内建命令，而 which 查找显示是 PATH 中的命令）

查看当前 PATH 配置：

echo $PATH

或使用 env 查看所有环境变量及对应值

15、whereis 命令

whereis 命令只能用于程序名的搜索，而且只搜索二进制文件（参数-b）、man说明文件（参数-m）和源代码文件（参数-s）。如果省略参数，则返回所有信息。whereis 及 locate 都是基于系统内建的数据库进行搜索，因此效率很高，而find则是遍历硬盘查找文件。

常用参数：

-b 定位可执行文件。

-m 定位帮助文件。

-s 定位源代码文件。

-u 搜索默认路径下除可执行文件、源代码文件、帮助文件以外的其它文件。

实例：

（1）查找 locate 程序相关文件

whereis locate

（2）查找 locate 的源码文件

whereis -s locate

（3）查找 lcoate 的帮助文件

whereis -m locate

自己实现消息队列msg queue linux C

因为不仅仅信号量，共享内存、消息队列在NDK下都不能用，所以之前使用Linux 下IPC的消息队列，msgget/msgsnd/msgrcv都不能使用，所以没有办法，只能自己实现消息队列，采用linux 下互斥锁和条件变量实现了读时-队列空-会阻塞，写时-队列满-会阻塞。

talk is easy, show me the code. -- 废话少说，放码过来。编译时候使用 cc main.c -pthread，注意-pthread参数，因为依赖线程库。

########################################################################

#include stdio.h

#include pthread.h

#include string.h

#include stdlib.h

#includesys/time.h

#define MAX_QUEUE_SIZE_IN_BYTES (1024)

#define MQ_SIZE_MAX 512

#define MQ_LENGTH_MAX 30

#define MQ_NAME "msg queue example"

typedef struct _simple_queue

{

int front;

int rear;

int length;

int queue_type;

pthread_mutex_t data_mutex;

pthread_cond_t data_cond;

int write_pos;

char queue_name[32];

void *data[0];

}simple_queue;

typedef enum _queue_type

{

QUEUE_BLOCK = 0,

QUEUE_NO_BLOCK,

}queue_type;

typedef enum _queue_status

{

QUEUE_IS_NORMAL = 0,

QUEUE_NO_EXIST,

QUEUE_IS_FULL,

QUEUE_IS_EMPTY,

}queue_status;

typedef enum _cntl_queue_ret

{

CNTL_QUEUE_SUCCESS = 0,

CNTL_QUEUE_FAIL,

CNTL_QUEUE_TIMEOUT,

CNTL_QUEUE_PARAM_ERROR,

}cntl_queue_ret;

typedef enum _queue_flag

{

IPC_BLOCK = 0,

IPC_NOWAIT = 1,

IPC_NOERROR = 2,

}queue_flag;

typedef struct _simple_queue_buf

{

int msg_type;

char msg_buf[50];

}queue_buf;

simple_queue* create_simple_queue(const char* queue_name, int queue_length, int queue_type)

{

simple_queue *this = NULL;

if (NULL == queue_name || 0 == queue_length)

{

printf("[%s] param is error\n", __FUNCTION__);

return NULL;

}

if(queue_length MAX_QUEUE_SIZE_IN_BYTES)

{

printf("[%s] param is error,queue_length should less than %d bytes\n", __FUNCTION__, MAX_QUEUE_SIZE_IN_BYTES);

return NULL;

}

this = (simple_queue*)malloc(sizeof(simple_queue) + queue_length * sizeof(void*));

if (NULL != this)

{

this-front = 0;

this-rear = 0;

this-length = queue_length;

this-queue_type = queue_type;

if (0 != pthread_mutex_init((this-data_mutex), NULL) || 0 != pthread_cond_init((this-data_cond), NULL))

{

printf("[%s]pthread_mutex_init failed!\n", __FUNCTION__);

free(this);

this = NULL;

return NULL;

}

strcpy(this-queue_name, queue_name);

}

else

{

printf("[%s]malloc is failed!\n", __FUNCTION__);

return NULL;

}

return this;

}

queue_status is_full_queue(simple_queue* p_queue)

{

queue_status ret = QUEUE_IS_NORMAL;

do

{

if (NULL == p_queue)

{

printf("[%s] param is error\n", __FUNCTION__);

ret = QUEUE_NO_EXIST;

break;

}

if (p_queue-front == ((p_queue-rear + 1) % (p_queue-length)))

{

printf("[%s] queue is full\n", __FUNCTION__);

ret = QUEUE_IS_FULL;

break;

}

}while(0);

return ret;

}

queue_status is_empty_queue(simple_queue* p_queue)

{

queue_status ret = QUEUE_IS_NORMAL;

do

{

if (NULL == p_queue)

{

printf("[%s] param is error\n", __FUNCTION__);

ret = QUEUE_NO_EXIST;;

break;

}

if (p_queue-front == p_queue-rear)

{

printf("[%s] queue is empty\n", __FUNCTION__);

ret = QUEUE_IS_EMPTY;

break;

}

}while(0);

return ret;

}

cntl_queue_ret push_simple_queue(simple_queue* p_queue, void* data, queue_flag flg)

{

int w_cursor = 0;

if(NULL == p_queue || NULL == data)

{

printf("[%s] param is error\n", __FUNCTION__);

return CNTL_QUEUE_PARAM_ERROR;

}

pthread_mutex_lock((p_queue-data_mutex));

w_cursor = (p_queue-rear + 1)%p_queue-length;

if (w_cursor == p_queue-front)

{

if(flg == IPC_BLOCK)

{

pthread_cond_wait((p_queue-data_cond), (p_queue-data_mutex));

}

else

{

printf("[%s]: queue is full\n", __FUNCTION__);

pthread_mutex_unlock((p_queue-data_mutex));

return CNTL_QUEUE_FAIL;

}

w_cursor = (p_queue-rear + 1)%p_queue-length;

}

p_queue-data[p_queue-rear] = data;

p_queue-rear = w_cursor;

pthread_mutex_unlock((p_queue-data_mutex));

pthread_cond_signal((p_queue-data_cond));

return CNTL_QUEUE_SUCCESS;

}

cntl_queue_ret pop_simple_queue(simple_queue* p_queue, void** data, queue_flag flg)

{

if(NULL == p_queue)

{

printf("[%s] param is error\n", __FUNCTION__);

return CNTL_QUEUE_PARAM_ERROR;

}

pthread_mutex_lock((p_queue-data_mutex));

if (p_queue-front == p_queue-rear)

{

if(flg == IPC_BLOCK)

{

pthread_cond_wait((p_queue-data_cond), (p_queue-data_mutex));

}

else

{

printf("[%s]: queue is empty\n", __FUNCTION__);

pthread_mutex_unlock((p_queue-data_mutex));

return CNTL_QUEUE_FAIL;

}

}

*data = p_queue-data[p_queue-front];

p_queue-front = (p_queue-front + 1)%p_queue-length;

pthread_mutex_unlock((p_queue-data_mutex));

pthread_cond_signal((p_queue-data_cond));

return CNTL_QUEUE_SUCCESS;

}

cntl_queue_ret destroy_simple_queue(simple_queue* p_queue)

{

cntl_queue_ret ret = CNTL_QUEUE_SUCCESS;

if(NULL == p_queue)

{

printf("[%s] param is error\n", __FUNCTION__);

ret = CNTL_QUEUE_PARAM_ERROR;

}

else

{

pthread_mutex_destroy((p_queue-data_mutex));

pthread_cond_destroy((p_queue-data_cond));

while (p_queue-front != p_queue-rear)//删除队列中残留的消息

{

free(p_queue-data[p_queue-front]);

p_queue-front = (p_queue-front + 1)%p_queue-length;

}

free(p_queue);

p_queue = NULL;

}

return ret;

}

void* send_msg_thread(void* arg)

{

queue_buf* send_buf = NULL;

int i;

send_buf = (queue_buf*)malloc(sizeof(queue_buf));

send_buf-msg_type = 1;

strcpy(send_buf-msg_buf, "hello, world!");

printf("first1: rear =%d font =%d\n", ((simple_queue*)arg)-rear, ((simple_queue*)arg)-front);

if (push_simple_queue((simple_queue*)arg, (void*)send_buf, IPC_BLOCK) 0)

{

    printf("[%s]: push_simple_queue\n", __FUNCTION__); 

    return NULL;

}

printf("first2: rear =%d font =%d\n", ((simple_queue*)arg)-rear, ((simple_queue*)arg)-front);

queue_buf* send_buf1 = NULL;

send_buf1 = (queue_buf*)malloc(sizeof(queue_buf));

send_buf1-msg_type = 2;

strcpy(send_buf1-msg_buf, "byebye");

printf("first1: rear =%d font =%d\n", ((simple_queue*)arg)-rear, ((simple_queue*)arg)-front);

if (push_simple_queue((simple_queue*)arg, (void*)send_buf1, IPC_NOWAIT) 0)

{

    printf("[%s]: push_simple_queue\n", __FUNCTION__); 

    return NULL;

}

printf("first2: rear =%d font =%d\n", ((simple_queue*)arg)-rear, ((simple_queue*)arg)-front);

return NULL;

}

void* recv_msg_thread(void* arg)

{

int i;

queue_buf* recv_buf = (queue_buf*)malloc(sizeof(queue_buf));

printf("second1 rear =%d font =%d\n", ((simple_queue*)arg)-rear, ((simple_queue*)arg)-front);

if (CNTL_QUEUE_SUCCESS != pop_simple_queue((simple_queue*)arg, (void**)recv_buf, IPC_BLOCK))

{ 

    printf("[%s]: pop_simple_queue failed!\n", __FUNCTION__);

return NULL;

}

for(i=0; i50; i++)

printf("%c", recv_buf-msg_buf[i]);

printf("\r\n");

printf("second2: rear =%d font =%d\n", ((simple_queue*)arg)-rear, ((simple_queue*)arg)-front);

printf("second1: rear =%d font =%d\n", ((simple_queue*)arg)-rear, ((simple_queue*)arg)-front);

if (CNTL_QUEUE_SUCCESS != pop_simple_queue((simple_queue*)arg, (void**)recv_buf, IPC_NOWAIT))

{ 

    printf("[%s]: pop_simple_queue failed!\n", __FUNCTION__);

return NULL;

}

for(i=0; i50; i++)

printf("%c", recv_buf-msg_buf[i]);

printf("\r\n");

printf("second2: rear =%d font =%d\n", ((simple_queue*)arg)-rear, ((simple_queue*)arg)-front);

free(recv_buf);

recv_buf = NULL;

return NULL;

}

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

{

int ret = 0;

pthread_t send_thread_id = 0;

pthread_t recv_thread_id = 0;

simple_queue* msg_queue = NULL;

msg_queue = create_simple_queue(MQ_NAME, MQ_LENGTH_MAX, QUEUE_NO_BLOCK);

if (NULL == msg_queue)

{

printf("[%s]: create simple queue failed!\n", __FUNCTION__);

return -1;

}

ret = pthread_create(send_thread_id, NULL, send_msg_thread, (void*)msg_queue);

if (0 != ret)

{

printf("[%s]: create send thread failed!\n", __FUNCTION__);

return -1;

}

ret = pthread_create(recv_thread_id, NULL, recv_msg_thread, (void*)msg_queue);

if (0 != ret)

{

printf("[%s]: create recv thread failed!\n", __FUNCTION__);

return -1;

}

printf("begin join\n");

pthread_join(send_thread_id, NULL);

pthread_join(recv_thread_id, NULL);

printf("end join\n");

ret = destroy_simple_queue(msg_queue);

if (CNTL_QUEUE_SUCCESS != ret)

{

printf("[%s]: destroy simple queue failed!\n", __FUNCTION__);

return -1;

}

return 0;

}

分享名称：linux消息队列命令 linux消息机制
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