消息队列：进程间通信的“邮局”

消息队列，说白了就是内核帮我们维护的一个消息链表。每个消息都有自己的类型，进程可以往队列里扔消息，也可以按类型取消息。这就像邮局——你寄信时写上地址（消息类型），收信人按地址取信。

我在做嵌入式网关项目时，多个模块需要交换配置数据。共享内存虽然快，但同步问题让人头疼；管道又太死板，只能单向流。最后选了消息队列，嗯，恰到好处。

核心API：四个函数搞定一切

System V消息队列就四个函数：msgget、msgsnd、msgrcv、msgctl。我习惯把它们记成“创建-发送-接收-控制”四步曲。

msgget — 创建或获取队列

#include <sys/msg.h>

int msgget(key_t key, int msgflg);
// 返回：成功返回队列ID，失败返回-1

key是队列的“身份证号”，不同进程用同一个key就能找到同一个队列。msgflg传IPC_CREAT | 0666表示创建，权限0666表示所有人可读写。

msgsnd — 发送消息

int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
// 返回：成功返回0，失败返回-1

消息结构必须这样定义：

struct msgbuf {
    long mtype;       // 消息类型，必须 > 0
    char mtext[1];    // 消息数据，大小自定
};

注意mtype必须是正数。0是非法类型，负值也不行。我见过有人传0进去，结果msgsnd直接返回EINVAL。

msgflg传IPC_NOWAIT表示非阻塞——队列满了就立刻返回EAGAIN。不传这个标志，进程会阻塞直到有空间。

msgrcv — 接收消息

ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, 
               long msgtyp, int msgflg);
// 返回：成功返回接收到的字节数，失败返回-1

msgtyp的取值很有意思：

msgtyp	行为
0	取队列中第一条消息（先进先出）
>0	取类型等于msgtyp的第一条消息
<0	取类型小于等于|msgtyp|的最小类型消息

我个人最常用的是msgtyp > 0，按类型取消息。比如类型1是控制指令，类型2是数据包，接收方各取所需。

msgctl — 控制队列

int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
// 返回：成功返回0，失败返回-1

三个常用命令：

• IPC_STAT：获取队列状态信息
• IPC_SET：修改队列属性（比如权限）
• IPC_RMID：删除队列

删除队列时，所有阻塞在msgsnd/msgrcv上的进程会立刻被唤醒，并返回EIDRM。这个特性我在热升级模块里用过——先删队列，所有等待线程收到错误后优雅退出。

消息队列的优缺点

用了这么多年，我总结一下：

优点	缺点
支持多对多通信，灵活	消息有大小限制（通常8KB）
按类型接收，天然支持优先级	System V接口偏底层，使用稍复杂
内核自动管理同步，无需额外锁	队列总数有限（cat /proc/sys/kernel/msgmni可查）
消息持久化在内核，进程退出不丢失	POSIX消息队列更现代，但System V更通用

说白了，消息队列适合“异步、松耦合”的场景。比如A模块发配置，B模块慢慢处理，两者不需要同时运行。但如果你追求极致性能，共享内存+信号量可能更合适。

完整示例：一个简单的消息收发

下面是我写的一个demo，发送方发两种类型的消息，接收方按类型取：

// msg_send.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>

#define MSG_KEY 1234

struct msgbuf {
    long mtype;
    char mtext[256];
};

int main() {
    int msqid = msgget(MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);
    if (msqid == -1) {
        perror("msgget");
        exit(1);
    }

    struct msgbuf msg;
    
    // 发送类型1的消息
    msg.mtype = 1;
    strcpy(msg.mtext, "Hello, this is type 1");
    if (msgsnd(msqid, &msg, strlen(msg.mtext) + 1, 0) == -1) {
        perror("msgsnd type 1");
        exit(1);
    }
    printf("Sent type 1: %s\n", msg.mtext);

    // 发送类型2的消息
    msg.mtype = 2;
    strcpy(msg.mtext, "Hi, this is type 2");
    if (msgsnd(msqid, &msg, strlen(msg.mtext) + 1, 0) == -1) {
        perror("msgsnd type 2");
        exit(1);
    }
    printf("Sent type 2: %s\n", msg.mtext);

    return 0;
}

// msg_recv.c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <sys/msg.h>
#include <errno.h>

#define MSG_KEY 1234

struct msgbuf {
    long mtype;
    char mtext[256];
};

int main() {
    int msqid = msgget(MSG_KEY, IPC_CREAT | 0666);
    if (msqid == -1) {
        perror("msgget");
        exit(1);
    }

    struct msgbuf msg;
    
    // 只接收类型1的消息
    if (msgrcv(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 1, 0) == -1) {
        perror("msgrcv type 1");
        exit(1);
    }
    printf("Received type 1: %s\n", msg.mtext);

    // 再接收类型2的消息
    if (msgrcv(msqid, &msg, sizeof(msg.mtext), 2, 0) == -1) {
        perror("msgrcv type 2");
        exit(1);
    }
    printf("Received type 2: %s\n", msg.mtext);

    // 清理队列
    if (msgctl(msqid, IPC_RMID, NULL) == -1) {
        perror("msgctl");
        exit(1);
    }

    return 0;
}

先跑发送方，再跑接收方。你会看到接收方只取到了类型匹配的消息。这就是消息队列的“按类型过滤”能力。

知识体系图

下面这张图帮你理清消息队列的核心脉络：

这张图把四个API、消息结构、优缺点串在了一起。你想想看，msgget是入口，msgsnd和msgrcv是核心操作，msgctl负责收尾。消息结构里的mtype是关键——它决定了消息的“收件地址”。

消息队列虽然古老，但在很多场景下依然好用。尤其是当你需要“异步、按类型、多对多”通信时，它比管道和共享内存都顺手。嗯，今天就聊到这儿，下一节我们看看POSIX消息队列和System V的区别。

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