C语言中消息队列实现

消息队列的实现包含了System V和POSIX两种版本，在接口上有一定的差异。

POSIX消息队列

POSIX消息队列对应的头文件为mqueue.h。

#include <mqueue.h>

建立：mq_open()

#include <fcntl.h>        /* For O_* constants */
#include <sys/stat.h>     /* For mode constants */
#include <mqueue.h>
mqd_t mq_open(const char *name, int oflag);
mqd_t mq_open(const char *name, int oflag, mode_t mode, struct mq_attr *attr);

参数 name：符合命名规则的消息队列名称。 oflag：代表打开的方式（读写模式等），以O_的形式给出。 mode和attr：可选，只有在oflag中含有O_CREAT标志且消息队列不存在时才需要。 *返回：所创建的消息队列（定义为mqd_t类型）。

oflag 以下为部分常用定义，详见Linux manual中的详细解释。

参数	操作
O_RDONLY	只读
O_WRONLY	只写
O_RDWR	可读可写

消息队列的属性：mq_getattr()和mq_setattr()

在Linux 2.6.18中，消息队列的属性被定义成如下结构体：

struct mq_attr
{
  long int mq_flags;    /* Message queue flags.  */
  long int mq_maxmsg;   /* Maximum number of messages.  */
  long int mq_msgsize;  /* Maximum message size.  */
  long int mq_curmsgs;  /* Number of messages currently queued.  */
  long int __pad[4];
};

对于属性的获取和设置可以通过下列两个函数完成：

#include <mqueue.h>
int mq_getattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *attr);
int mq_setattr(mqd_t mqdes, struct mq_attr *newattr, struct mq_attr *oldattr);

说明 mq_setattr唯一可以更改的属性是mq_flags，用于设置或清除消息队列的阻塞标志。其他的的值都不可以设置，会被忽略。 mq_maxmsg和mq_msgsize是在上面打开消息队列的时候设置的，队列创建后就不应该更改。而mq_curmsgs指示了消息数量，是随着运行自动变化的，也不应该被设置。 返回值：均为成功返回0,否则返回-1。

发送消息：mq_send()

int mq_send(mqd_t mqdes, const char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned msg_prio);

参数 mqdes：之前使用mq_open()建立的消息队列描述符。 msg_ptr：指向消息体缓冲区的指针。 msg_len：消息长度，不大于消息队列的mq_msgsize属性值（不然发送出去的消息可能存不下）。 msg_prio：消息的优先级，不大于最大优先级MQ_PRIO_MAX。

接收消息：mq_receive()

ssize_t mq_receive(mqd_t mqdes, char *msg_ptr, size_t msg_len, unsigned *msg_prio);

参数 mag_len不能小于属性中的mq_msgsize，不然消息可能存不下。 其余的参数和mq_send()一致。 优先级 PISIX消息队列始终返回优先级最高、最早的消息，不在接收时指定优先级。

消息队列的限制

消息队列可以占用的存储空间被系统所限制，在到达一定容量后将无法发送消息。 如果设置消息队列属性时，将消息数和消息长度设置过大，会导致消息队列创建失败。

相关限制可以在shell中修改：

~$ ulimit -q 1024000000
~$ ulimit -a |grep message
POSIX message queues     (bytes, -q) 1024000000

另外还有MQ_OPEN_MAX限制单个进程能同时打开的消息队列数（PISIX保证至少为8），MQ_PRIO_MAX限制最大优先级。