本周學習了管道及消息隊列相關的知識。

一、管道

1、有名管道&無名管道

有名管道（named pipe）：

　　管道可用於具有親緣關系進程間的通信，有名管道，除具 有管道所具有的功能外，它還允許無親緣關系進程間的通信。

無名管道：
　　只能用於具有親緣關系的進程之間，大大地限制了管道靈活使用。
　　

2、有名管道相關的操作函數

（一）mkfifo()

（二）access()

（1）功能：檢查某個文件的存取方式。
（2）原型： int access(const char *filename, int mode)

（三）open()

（四）write()&read()

（1）功能：

write()：向管道寫入數據

read()：從管道讀取數據
（2）原型：
　　　　　ssize_t write(int fd, void buf, size_t count)
　　　　　ssize_t read(int fd, void buf, size_t count)
（3）參數：

fd                   文件描述符
buf                  指定存儲器寫入數據／讀出數據的緩沖區
count                指定讀出的字節數

（4）返回值：
　　write()：
　　　　已寫入字節數：成功
　　　　-1：失敗
　　read()：
　　　　讀到的字節數：成功
　　　　0：已到文件尾
　　　　-1：失敗

（5）memset()

（1）原型：void memset(void s, int ch, size_t n)
（2）功能：將 s 中當前位置後面的 n 個字節用 ch 替換並返回 s，在一段內存塊中填充某個給定的值，它是對較大的結構體或數組進行清零，可對緩沖區初始化。
（3）參數：

s               可指代某個緩沖區
ch              用來替代的字符
n               替代的字節數

3、有名管道的阻塞&非阻塞

（一）讀進程

（1）若該管道是阻塞打開，且當前FIFO 內沒有數據，則對讀進程而言將一直阻塞到有數據寫入。
（2）若該管道是非阻塞打開，則不論FIFO 內是否有數據，讀進程都會立即執行讀操作。即如果FIFO內沒有數據，則讀函數將立刻返回0。

（二）寫進程

（1）若該管道是阻塞打開，則寫操作將一直阻塞到數據可以被寫入。
（2）若該管道是非阻塞打開而不能寫入全部數據，則讀操作進行部分寫入或者調用失敗。

二、消息隊列

消息隊列是一些消息的列表，用戶可以從消息隊列中添加消息和讀取消息，它與FIFO管道有些相似，它的優勢在於可以實現休息的隨機查詢，比FIFO管道更加靈活。

1、消息隊列相關的函數

（一）msgget()

（1）原型：int msgget(key_t key, int msgflg)
（2）功能：創建或打開消息隊列
（3）頭文件：sys/types.h、sys/ipc.h、sys/shm.h
（4）參數：key ：消息隊列的鍵值，多個進程可以通過它訪問同一個消息隊列，其中有個特殊值IPC_PRIVATE。它用於創建當前進程的私有消息隊列

　　　　　　msgflg ：權限標誌位

（5）返回值：
　　消息隊列 ID：成功
　　-1：出錯

（二）msgsnd()

（1）原型：int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg)
（2）功能：向消息隊列中添加消息，把消息添加到已打開的消息隊列末尾。
（3）頭文件：sys/types.h、sys/ipc.h、sys/shm.h
（4）參數：

msqid                         消息隊列的隊列ID
msgp                          指向消息結構的指針
msgsz                         消息正文的字節數（不包括消息類型指針變量）
msgflg：
    IPC_NOWAIT                若消息無法立即發送（比如：當前消息隊列已滿），函數會立即返回
    0                         msgsnd 調阻塞直到發送成功為止

（5）返回值：
　　0：成功
　　-1：出錯

（三）msgrcv()

（1）原型：int msgrcv(int msgid, void *msgp, size_t msgsz, long int msgtyp, int msgflg)
（2）功能：讀取消息，把任一消息從消息隊列中取走。
（3）頭文件：sys/types.h、sys/ipc.h、sys/shm.h
（4）參數：

msqid：消息隊列的隊列IDmsgp 消息緩沖區, 同於msgsnd()函數的msgp msgsz 消息正文的字節數（不包括消息類型指針變量）

若msgtyp=0 接收消息隊列中第一個消息

若msgtyp>0 接收消息隊列中第一個類型為 msgtyp 的消息

若msgtyp<0 接收消息隊列中第一個類型值不小於 msgtyp 絕對值且類型值又最小的消息

msgflg MSG_NOERROR ：若返回的消息比 msgsz 字節多，則消息就會截短到 msgsz 字節，且不通知消息發送進程

IPC_NOWAIT ：若在消息隊列中並沒有相應類型的消息可以接收，則函數立即返回 0 ：

msgsnd()調用阻塞直到接收一條相應類型的消息為止

（5）返回值：
　　0：成功
　　-1：出錯

（四）msgctl()

（1）原型：int msgctl (int msgqid, int cmd, struct msqid_ds *buf )
（2）功能：控制消息隊列，可以完成多項功能。
（3）頭文件：sys/types.h、sys/ipc.h、sys/shm.h
（4）參數：

msqid 消息隊列的隊列ID cmd 命令參數

IPC_STAT 讀取消息隊列的數據結構 msqid_ds，並將其存儲在 buf 指定的地址中

IPC_SET 設置消息隊列的數據結構 msqid_ds 中的 ipc_perm 域（IPC 操作權限描述結構）值。這個值取自 buf 參數 IPC_RMID 從系統內核中刪除消息隊列 buf 描述消息隊列的 msgqid_ds 結構類型變量

（5）返回值：
　　0：成功
　　-1：出錯

三、收獲與感悟

學到了管道的定義，明白了了無名管道與有名管道的區別，還有實現兩種管道的讀寫編程操作。學到了信息隊列的定義與含義，消息隊列較之有名管道之間的運用：操作管道與消息隊列的多個函數。阻塞與非阻塞的運用方法。

201402579 《嵌入式系統程序設計》第七周學習總結