Linux消息队列封装：高效稳定通讯利器 (linux封装消息队列)
随着计算机技术的不断发展，软件开发已经成为人们工作中的重要组成部分，而在软件开发中，通信模块一直是一个核心的模块，它可以实现各个模块之间的数据传输和交换，使整个系统得以协同运作。针对Linux系统开发的通信模块中，消息队列是一种实现通信的有效方式，而Linux消息队列的封装则是让这种方式更具备高效和稳定性的关键。
一、Linux消息队列的基本概念
在Linux系统中，消息队列是一种进程间通信方式，它允许数据由一个进程写入到队列中，然后由另一个进程从队列中读取数据。消息队列是一种非常高效的通信方式，它避免了进程之间频繁地创建或销毁共享内存或管道等等通信方式的操作，同时也能够避免数据的丢失或错误。
二、Linux消息队列的使用优势
相对于其他的进程间通信方式，Linux消息队列有以下几个使用优势：
1.高效稳定。消息队列是一种快速有效的通信方式，能够满足多个进程同时进行通信的需求，而且由于消息队列具有自动化管理的性质，所以启动和关闭的时间相对于其他通信方式更快。
2.可靠性强。消息队列中的每个消息都被赋予了一个类型值，并且能够自动标识一个消息的优先级，因此，消息的传递过程不会发生阻塞或死锁的现象。
3.方便易用。Linux系统提供了一套完整的消息队列API，程序员只需要按照这些API的规范来编写程序就可以轻松实现消息队列的创建、打开、读写等操作。另外，在Linux系统中，每个消息队列都具有一个独特的标识符和一个名称，这些属性可以方便地组织进程之间的通信关系。
4.能够支持多种数据类型。消息队列不仅可以传递简单的字符串类型的数据，也可以支持结构体、自定义数据类型等多种类型的数据。
三、Linux消息队列的封装实现
基于以上的有关Linux消息队列的基本概念和使用优势，对Linux消息队列的封装实现具体实现流程如下：
1.定义消息队列的数据格式。由于消息队列可以支持多种数据类型，因此，在封装的时候需要先定义数据类型，以便后续的消息写入和读取操作。可以使用结构体来定义消息格式，结构体中需要包含消息定位符、消息类型、消息实体等信息。
2.创建消息队列。在Linux系统中，可以使用Linux消息队列API来创建消息队列。消息队列的创建分为两个步骤：首先是创建一个消息队列连接对象，然后使用该连接对象创建一个具体的消息队列。创建消息队列时需要指定一些参数，例如消息队列的更大消息数和消息大小、队列的相关权限、消息队列的名称等。
3.消息队列的写入。在Linux系统中，可以使用msgsnd函数来将消息写入消息队列。msgsnd函数需要指定要写入的消息队列的标识符、消息的类型、具体的消息内容以及消息的长度等参数。在写入消息之前，需要先将消息格式化为上述定义的消息格式，以便方便之后的读取操作。
4.消息队列的读取。在Linux系统中，可以使用msgrcv函数来从消息队列中读取消息。msgrcv的三个参数分别为：消息队列标识符、消息的类型以及接收消息的位置和大小。当消息队列中没有需要读取的消息时，msgrcv函数会自动阻塞，直到有新的消息到达。
5.消息队列的删除。在Linux系统中，可以使用msgctl函数来删除消息队列。msgctl函数需要指定消息队列的标识符和要进行的操作，例如销毁整个消息队列或删除消息队列中的所有消息。
四、Linux消息队列封装的使用场景
Linux消息队列封装是一个高效稳定的通信利器，它的使用场景非常广泛。以下是一些常见的使用场景：
1.分布式系统中，各个节点之间需要进行通信。
2.多线程程序中，线程之间需要进行数据交换和同步。
3.网络通信程序中，需要进行消息传递和控制。
Linux消息队列封装是一种高效稳定的通信方式，在实际应用中具有广泛的应用前景。掌握了Linux消息队列的封装技术，能够有效提高程序的可读性和可维护性，为自己的工作带来更多的收益和成就。
相关问题拓展阅读：
linux 进程间通信的几种方式
1管道（Pipe）及有名管道（named pipe）：管道可用于具有亲缘关系进程间的通信，有名管道克服了管道没有名字的限制，因此，除具有管道所具有的功能外，它还允许无亲缘关系进程间的通信；
2信号（Signal）：信号是比较复杂的通信方式，用于通知接受进程有某种事件发生，除了用于进程间通信外，进程还可以发送信号给进程本身；linux除了支持Unix早期信号语义函数sigal外，还支持语义符合Posix.1标准的信号函数sigaction（实际上，该函数是模洞基于BSD的，BSD为了实现可靠信号机制，又能够统一对外接口，用sigaction函数重新实现了signal函数）；
3报文（Message）队列（消息队列）：消息队列是消旦戚枯息的链接表，包括Posix消息队列system V消息队列。有足够权限的进程可以向队列中添加消息，被赋予读权限的进程则可以读走队列中的消息。消息队列克服了信号承载信息量少，管道只能承载无格式字节流以及缓冲区大小受限等缺点。
4共享内存：使得多仔稿个进程可以访问同一块内存空间，是最快的可用IPC形式。是针对其他通信机制运行效率较低而设计的。往往与其它通信机制，如信号量结合使用，来达到进程间的同步及互斥。
5信号量（semaphore）：主要作为进程间以及同一进程不同线程之间的同步手段。
6套接口（Socket）：更为一般的进程间通信机制，可用于不同机器之间的进程间通信。起初是由Unix系统的BSD分支开发出来的，但现在一般可以移植到其它类Unix系统上：Linux和System V的变种都支持套接字。
之一种：管道通信
两个进程利用管道进行通信时，发送信息的进程称为写进程;接收信息的进程称为读进程。管道通信方式的中间介质就是文件，通常称这种文件为管道文件，它就像管道一样将一个写进程和一个读进程连接在一起，实现两个进程之间的通信。写进程通过写入端往管道文件中写入信息;读进程通过读出端从管道文件中读取信息。两个进程协调不断地进行写和读，便会构成双方通过管道传递信息的流水线。
第二种：消息缓冲通信
多个独立的进程之间可以通过消息缓冲机制来相互通信。这种通银缺芹信的实现是以消息缓冲区为中间介质，通信双方的发送和接收操作均以消息为单位锋毕。在存储器中，消息缓冲区被组织成队列，通常称之为消息队列。消息队列一旦创建后即可由多进程共享，发送消息的进程可以在任意时刻发送任意个扮缺消息到指定的消息队列上，并检查是否有接收进程在等待它所发送的消息。若有则唤醒它，而接收消息的进程可以在需要消息的时候到指定的消息队列上获取消息，如果消息还没有到来，则转入睡眠等待状态。
第三种：共享内存通信
针对消息缓冲需要占用CPU进行消息复制的缺点，OS提供了一种进程间直接进行数据交换的通信方式。共享内存，顾名思义这种通信方式允许多个进程在外部通信协议或同步，互斥机制的支持下使用同一个内存段进行通信，它是一种最有效的数据通信方式，其特点是没有中间环节，直接将共享的内存页面通过附接映射到相互通信的进程各自的虚拟地址空间中，从而使多个进程可以直接访问同一个物理内存页面。
linux系统怎么封装
先将你的电脑安装LINUX系统，然后安装好软件，再使用一键封装则手软件进行封装就乱瞎是ISO安装盘了，如果你刻哗盯空录成光盘起码也能卖最少5块钱了，呵呵
一个Linux多进程编程？
1 引言
对于没有接触过Unix/Linux操作系统的人来说，fork是最难理解的概念之一：它执行一次却返回两个值。fork函数是Unix系统最杰出的成就之一，它是七十年代UNIX早期的开发者经过长期在理论和实践上的艰苦探索后取得的成果，一方面，它使操作系统在进程管理上付出了最小的代价，另一方面，又为程序员提供了一个简洁明了的多进程方法。与DOS和早期的Windows不同，Unix/Linux系统是真正实现多任务操作的系统，可以说，不使用多进程编程，就不能算是真正的Linux环境下编程。
多线程程序设计的概念早在六十年代就被提出，但直到八十年代中期，Unix系统中才引入多线程机制，如今，由于自身的许多优点，多线程编程已经得到了广泛的应用。
下面，我们将介绍在Linux下编写多进程和多线程程序的一些初步知识。
2 多进程编程
什么是一个漏态耐进程？进程这个概念是针对系统而不是针对用户的，对用户来说，他面对的概念是程序。当用户敲入命令执行一个程序的时候，对系统而言，它将启动一个进程。但和程序不同的是，在这个进程中，系统可能需要再启动一个或多个进程来完成独立的多个任务。多进程编程的主要内容包括进程控制和进程间通信，在了解这些之前，我们先要简单知道进程的结构。
2.1 Linux下进程的结构
Linux下一个进程在内存里有三部分的数据，就是”代码段”、”堆栈段”和”数据段”。其实学过汇编语言的人一定知道，一般的CPU都有上述三种段寄存器，以方便操作系统的运行。这三个部分也是构成一个完整的执行序列的必要的部分。
“代码段”，顾名思义，就是存放了程序代码的数据，假如机器中有数个进程运行相同的一个程序，那么它们就可以使用相同的代码段。”堆栈段”存放的就是子程序的返回地址、子程序的参数以及程序的局部变量。而数据段则存放程序的全局变量，常数以及动态数据分配的数据空间（比如用malloc之类的函数取得的空间）。这其中有许多细节问题，这里限于篇幅就不多介绍了。系统如果同时运行数个相同的程序，它们之间就不能使用同一个堆栈段和数据段。
2.2 Linux下的进程控制
在传统的Unix环境下，有两个基本的操作用于创建和修改进程：函数fork( )用来创建一个新的进程，该进程几乎是当前进程的一个完全拷贝；函数族exec( )用来启动另外的进程以取代当前运行的进程。Linux的进程控制和传统的Unix进程控制基本一致，只在一些细节的地方有些区别，例如在Linux系统中调用vfork和fork完全相同，而在有些版本的Unix系统中，vfork调用有不同的功能。由于这些差别几乎不影响我们大多数的编程，在这里我们不予考虑。
2.2.1 fork( )
fork在英文中是”分叉”的意思。为什么取这个名字呢返春？因为一个进程在运行中，如果使用了fork，就产生了另一个进程，于是进程就”分叉”了，所以这个名字取得很形象。下面就看看如何具体使用fork，这段程序演示了使用fork的基本框闭樱架：
void main(){
int i;
if ( fork() == 0 ) {
/* 子进程程序 */
for ( i = 1; i ” );
fgets( command, 256, stdin );
command = 0;
if ( fork() == 0 ) {
/* 子进程执行此命令 */
execlp( command, command );
/* 如果exec函数返回，表明没有正常执行命令，打印错误信息*/
perror( command );
exit( errorno );
}
else {
/* 父进程， 等待子进程结束，并打印子进程的返回值 */
wait ( &rtn );
printf( ” child process return %d\n”,. rtn );
}
}
}
此程序从终端读入命令并执行之，执行完成后，父进程继续等待从终端读入命令。熟悉DOS和WINDOWS系统调用的朋友一定知道DOS/WINDOWS也有exec类函数，其使用方法是类似的，但DOS/WINDOWS还有spawn类函数，因为DOS是单任务的系统，它只能将”父进程”驻留在机器内再执行”子进程”，这就是spawn类的函数。WIN32已经是多任务的系统了，但还保留了spawn类函数，WIN32中实现spawn函数的方法同前述UNIX中的方法差不多，开设子进程后父进程等待子进程结束后才继续运行。UNIX在其一开始就是多任务的系统，所以从核心角度上讲不需要spawn类函数。
在这一节里，我们还要讲讲system（）和popen（）函数。system（）函数先调用fork（），然后再调用exec（）来执行用户的登录shell，通过它来查找可执行文件的命令并分析参数，最后它么使用wait（）函数族之一来等待子进程的结束。函数popen（）和函数system（）相似，不同的是它调用pipe（）函数创建一个管道，通过它来完成程序的标准输入和标准输出。这两个函数是为那些不太勤快的程序员设计的，在效率和安全方面都有相当的缺陷，在可能的情况下，应该尽量避免。
2.3 Linux下的进程间通信
详细的讲述进程间通信在这里绝对是不可能的事情，而且笔者很难有信心说自己对这一部分内容的认识达到了什么样的地步，所以在这一节的开头首先向大家推荐著名作者Richard Stevens的著名作品：《Advanced Programming in the UNIX Environment》，它的中文译本《UNIX环境高级编程》已有机械工业出版社出版，原文精彩，译文同样地道，如果你的确对在Linux下编程有浓厚的兴趣，那么赶紧将这本书摆到你的书桌上或计算机旁边来。说这么多实在是难抑心中的景仰之情，言归正传，在这一节里，我们将介绍进程间通信最最初步和最最简单的一些知识和概念。
首先，进程间通信至少可以通过传送打开文件来实现，不同的进程通过一个或多个文件来传递信息，事实上，在很多应用系统里，都使用了这种方法。但一般说来，进程间通信（IPC：InterProcess Communication）不包括这种似乎比较低级的通信方法。Unix系统中实现进程间通信的方法很多，而且不幸的是，极少方法能在所有的Unix系统中进行移植（唯一一种是半双工的管道，这也是最原始的一种通信方式）。而Linux作为一种新兴的操作系统，几乎支持所有的Unix下常用的进程间通信方法：管道、消息队列、共享内存、信号量、套接口等等。下面我们将逐一介绍。
2.3.1 管道
管道是进程间通信中最古老的方式，它包括无名管道和有名管道两种，前者用于父进程和子进程间的通信，后者用于运行于同一台机器上的任意两个进程间的通信。
无名管道由pipe（）函数创建：
#include
int pipe(int filedis)；
参数filedis返回两个文件描述符：filedes为读而打开，filedes为写而打开。filedes的输出是filedes的输入。下面的例子示范了如何在父进程和子进程间实现通信。
#define INPUT 0
#define OUTPUT 1
void main() {
int file_descriptors;
/*定义子进程号 */
pid_t pid;
char buf;
int returned_count;
/*创建无名管道*/
pipe(file_descriptors);
/*创建子进程*/
if((pid = fork()) == -1) {
printf(“Error in fork\n”);
exit(1);
}
/*执行子进程*/
if(pid == 0) {
printf(“in the spawned (child) process…\n”);
/*子进程向父进程写数据，关闭管道的读端*/
close(file_descriptors);
write(file_descriptors, “test data”, strlen(“test data”));
exit(0);
} else {
/*执行父进程*/
printf(“in the spawning (parent) process…\n”);
/*父进程从管道读取子进程写的数据，关闭管道的写端*/
close(file_descriptors);
returned_count = read(file_descriptors, buf, sizeof(buf));
printf(“%d bytes of data received from spawned process: %s\n”,
returned_count, buf);
}
}
在Linux系统下，有名管道可由两种方式创建：命令行方式mknod系统调用和函数mkfifo。下面的两种途径都在当前目录下生成了一个名为myfifo的有名管道：
方式一：mkfifo(“myfifo”,”rw”);
方式二：mknod myfifo p
生成了有名管道后，就可以使用一般的文件I/O函数如open、close、read、write等来对它进行操作。下面即是一个简单的例子，假设我们已经创建了一个名为myfifo的有名管道。
/* 进程一：读有名管道*/
#include
#include
void main() {
FILE * in_file;
int count = 1;
char buf;
in_file = fopen(“mypipe”, “r”);
if (in_file == NULL) {
printf(“Error in fdopen.\n”);
exit(1);
}
while ((count = fread(buf, 1, 80, in_file)) > 0)
printf(“received from pipe: %s\n”, buf);
fclose(in_file);
}
/* 进程二：写有名管道*/
#include
#include
void main() {
FILE * out_file;
int count = 1;
char buf;
out_file = fopen(“mypipe”, “w”);
if (out_file == NULL) {
printf(“Error opening pipe.”);
exit(1);
}
sprintf(buf,”this is test data for the named pipe example\n”);
fwrite(buf, 1, 80, out_file);
fclose(out_file);
}
2.3.2 消息队列
消息队列用于运行于同一台机器上的进程间通信，它和管道很相似，事实上，它是一种正逐渐被淘汰的通信方式，我们可以用流管道或者套接口的方式来取代它，所以，我们对此方式也不再解释，也建议读者忽略这种方式。
2.3.3 共享内存
共享内存是运行在同一台机器上的进程间通信最快的方式，因为数据不需要在不同的进程间复制。通常由一个进程创建一块共享内存区，其余进程对这块内存区进行读写。得到共享内存有两种方式：映射/dev/mem设备和内存映像文件。前一种方式不给系统带来额外的开销，但在现实中并不常用，因为它控制存取的将是实际的物理内存，在Linux系统下，这只有通过限制Linux系统存取的内存才可以做到，这当然不太实际。常用的方式是通过shmXXX函数族来实现利用共享内存进行存储的。
首先要用的函数是shmget，它获得一个共享存储标识符。
#include
#include
#include
int shmget(key_t key, int size, int flag);
这个函数有点类似大家熟悉的malloc函数，系统按照请求分配size大小的内存用作共享内存。Linux系统内核中每个IPC结构都有的一个非负整数的标识符，这样对一个消息队列发送消息时只要引用标识符就可以了。这个标识符是内核由IPC结构的关键字得到的，这个关键字，就是上面之一个函数的key。数据类型key_t是在头文件sys/types.h中定义的，它是一个长整形的数据。在我们后面的章节中，还会碰到这个关键字。
当共享内存创建后，其余进程可以调用shmat（）将其连接到自身的地址空间中。
void *shmat(int shmid, void *addr, int flag);
shmid为shmget函数返回的共享存储标识符，addr和flag参数决定了以什么方式来确定连接的地址，函数的返回值即是该进程数据段所连接的实际地址，进程可以对此进程进行读写操作。
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