• 匿名管道：

函式原型：
int pipe(int fd[2]);
引數說明：
fd：檔案描述符陣列，fd[0]表示讀端,fd[1]表示寫端
返回值：成功返回0，失敗返回錯誤程式碼。
 

圖解：

舉一個例子：從鍵盤讀取資料，寫入管道，讀取管道，寫到螢幕。

• read呼叫阻塞，即程序暫停執行，一直等到有資料來到為止，read呼叫返回-1，errno值為EAGAIN
  

• write呼叫阻塞，直到有程序讀走資料，呼叫返回-1，errno值為EAGAIN。
  

#include <sys/types.h>
#include <sys/stat.h>

int mkfifo(const char *pathname, mode_t mode);
 引數說明：pathname：檔名   ，mode：檔案的許可權掩碼，通過umask檢視。
 

命令列：

$ mkfifo pathname

• 如果當前開啟操作是為讀而開啟FIFO時，阻塞直到有相應程序為寫而開啟該FIFO，立刻返回成功。
  

• 如果當前開啟操作是為寫而開啟FIFO時，阻塞直到有相應程序為讀而開啟該FIFO，立刻返回失敗，錯誤碼為ENXIO
  

訊息佇列其實就是一個訊息的連結串列，是一系列儲存在核心中訊息的列表。使用者程序可以向訊息佇列新增訊息，也可以向訊息佇列讀取訊息。

訊息佇列與管道相比，其優勢是對每個訊息指定特定的訊息型別，接收的時候不需要按照佇列次序進行接收，而是可以根據自定義條件接收特定的訊息。

可以把訊息看做一個記錄，具有特定的格式以及特定的優先順序。對訊息佇列有寫許可權的程序可以向訊息佇列按照一定的規則新增一條訊息，對訊息佇列有讀許可權的程序可以從訊息佇列中讀取訊息。

問題：怎麼保證兩個程序看到的是同一個訊息佇列？

如果給訊息佇列一個編號，這個編號讓兩個程序用某一種特定的方式獲得，計算之後可以得到相同的資料，將該資料寫入訊息佇列，此時作為該訊息佇列的編號。往後就可以保證他倆看到的是同一個訊息佇列。

訊息佇列的相關函式：

標頭檔案：

#include <sys/types.h>

#include <sys/msg.h>

#include <sys/ipc.h>

函式原型：
   int msgget(key_t key, int msgflg);
引數：
    key：訊息佇列名字,鍵值，可設定成常數IPC_PRIVATE,或由ftok函式獲取
    msgflg：標誌位
返回值：成功返回一個非負數，是該訊息佇列的標識碼;失敗返回-1.

    標誌位msflg的取值如下：

IPC_EXCL：與IPC_CREAT一起使用，表示如果要建立的訊息佇列已經存在，則返回錯誤

IPC_NOWAIT：讀寫訊息佇列要求無法達到滿足時，立即返回，不會出現堵塞

引數key設定成常數IPC_PRIVATE並不意味著其他程序不能訪問該訊息佇列，只是意味著即將參加新的訊息佇列。

ftok函式：將檔名轉換成鍵值

標頭檔案：

#include<sys/types.h>

#include<sys/ipc.h>

函式原型:
    key_t ftok(const char* pathname,int proj_id)
引數：
    pathname:檔案路徑名,這個檔案必須是存在的並且是可以訪問的
    proj_id：子序號，是一個8bits的整數，範圍為0-255
返回值：
    成功返回與檔案相對應的鍵值；失敗返回-1

注意：

• ftok是根據檔案路徑名，提取檔案資訊，再根據這些資訊和proj_id合成key，該路徑可以隨便設定
• 該路徑是必須存在的，ftok只是根據檔案inode在系統內的唯一性來取一個數值，和檔案的許可權無關
• proj_id是可以自己約定，隨意設定的。在Unix系統上，它的取值是1到255
  

key通過ftok函式獲得，key在使用者和核心層面上達成了共識。 程序給作業系統一個key，作業系統用這個key建立一個訊息佇列，另一個程序通過相同的方式也會生成同樣的key，這樣他們在運算期間後序就可以看到同樣的訊息佇列。

key完成了程序間通訊的第一個步驟，讓兩個程序看到同一份資源。

msgctl函式：訊息佇列控制函式

（當cmd為IPC_RMID時，作為訊息佇列刪除函式）

函式原型：
  int msgctl(int msqid, int cmd, struct msqid_ds *buf);
引數：
   msqid:有msgget函式返回的標識碼
   cmd：將要採取的動作（三個取值）
返回值：
    成功返回0，失敗返回-1

cmd的取值如下：

• IPC_STAT：把msqid_ds結構體中的資料設定為訊息佇列的當前關聯值
• IPC_SET：在程序有足夠許可權的前提下，把訊息佇列的當前關聯值設定為msqid_ds資料結構中給出的值
• IPC_RMID：刪除訊息佇列

buf是執行msqid_ds結構的指標，它指向訊息佇列模式和訪問許可權的結構。msqid_ds結構中至少包括以下成員:

struct msqid_ds{
    uid_t uid;
    gid_t gid;
    mode_t mode;
 };

msgsnd函式：把一條訊息新增到訊息佇列中

標頭檔案：

 #include <sys/types.h>
 #include <sys/ipc.h>
 #include <sys/msg.h>

函式原型：
    int msgsnd(int msqid, const void *msgp, size_t msgsz, int msgflg);
引數：
    msqid:由msgget函式返回的訊息佇列標識碼
    msgp:指向準備傳送的訊息的指標。指標msgp所指向的資料結構一定要是以一個長整型成員變數開始的結構體，接收函式將用這個成員來確定訊息的型別
    msgsz:是msgp指向的訊息長度，注意這個長度不包含訊息型別的哪個long int長整型的長度
    msgflg:控制著當前訊息佇列滿或者到達系統上限時將要發生的事情
    msgflg=IPC_NOWAIT表示佇列滿不等待，非阻塞，返回EAGAIN錯誤。
    msgflg=0 ,表示阻塞
返回值：成功，訊息資料的一份副本將被放到訊息佇列中，並返回0，失敗返回-1

說明：

1. 訊息結構在兩方面受到限制：

首先，它必須小於系統規定的上限值；

其次，它必須以一個long int長整型開始，接受者函式將利用這個長整型確定訊息的型別    

2. 訊息結構的參考形式如下：                                  

struct msgbuf{
    long int type;
    char text[1];
};

msgrcv函式：從一個訊息佇列接收函式

標頭檔案：

#include <sys/types.h>

#include <sys/ipc.h>

#include <sys/msg.h>

函式原型：
ssize_t msgrcv(int msqid, void *msgp, size_t msgsz, long msgtyp, int msgflg);
引數：
    msqid:由msgget函式返回的訊息佇列標識碼
    msgp:指向準備接收訊息的佇列
    msgsz:msgp指向的訊息長度，不包含儲存訊息型別的哪個long int
    msgtyp:可以實現接收優先順序的簡單形式。
            若msgtyp==0，則返回佇列的第一條訊息
            若msgtyp > 0,返回佇列第一條型別等於msgtyp的訊息
            若msgtyp < 0,返回佇列第一條型別小於等於msgtyp絕對值的訊息，並且是滿足條件的訊息型別最小的訊息
    msgflg: 控制著佇列中沒有相應型別的訊息可供接收時將要發生的事
            msgflg=IPC_NOWAIT，佇列沒有可讀訊息不等待，返回ENOMSG錯誤
            msgflg=MSG_NOERROR,訊息大小超過msgsz時被截斷
            msgflg=0表示阻塞
            msgtyp>0 且 msgflg=MSG_EXCEPT,接收型別不等於msgtype的第一條訊息

一個程序間通訊的例子：

客戶端傳送一條訊息，伺服器端接收從客戶端傳送的訊息；伺服器向客戶端傳送一條訊息（應答），客戶端接收訊息。

comm.h

#ifndef _COMM_H_
#define _COMM_H_

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/ipc.h>
#include<sys/msg.h>
#include<string.h>

#define PATHNAME "msg.tmp"  //用msg.tmp檔案的索引結點號和Proj_id 來生成鍵值
#define Proj_id 0x20  //可以隨意指定

#define SERVER_TYPE 1
#define CLIENT_TYPE 2

struct msgbuf{
	long mtype;
	char mtext[1024];
};

int CreateMsgQueue();
int GetMsgQueue();
int DestroyMsgQueue(int msqid);
int SendMsg(int msqid,int who,char *msg);
int RecvMsg(int msqid,int recvType,char out[]);

#endif

comm.c

#include "comm.h"
static int CommMsgQueue(int flags){
	key_t key = ftok(PATHNAME,Proj_id);
	if(key < 0){
		perror("ftok");
		return -1;
	}

	int msqid = msgget(key,flags);
	if(msqid < 0){
		perror("msgget");
		//失敗返回-1
	}
	return msqid;
}

int CreateMsgQueue(){
	return CommMsgQueue(IPC_CREAT|IPC_EXCL|0666);
	//引數含義：建立訊息佇列，如果該訊息佇列存在，就返回錯誤，
	//許可權為可讀可寫
}

int GetMsgQueue(){
	return CommMsgQueue(IPC_CREAT);
}

int DestroyMsgQueue(int msqid){
	if(msgctl(msqid,IPC_RMID,NULL) < 0){
		perror("msgctl");
		return -1;
	}
	return 0;
}

int SendMsg(int msqid,int who,char* msg){
	struct msgbuf buf;
	buf.mtype = who;
	strcpy(buf.mtext,msg);

	if(msgsnd(msqid,(void*)&buf,sizeof(buf.mtext),0) < 0){
		perror("msgsnd");
		return -1;
	}
	return 0;
}

int RecvMsg(int msqid,int recvType,char out[]){
	struct msgbuf buf;
	if(msgrcv(msqid,(void*)&buf,sizeof(buf.mtext),recvType,0) < 0){
		perror("msgrcv");
		return -1;
	}
	strcpy(out , buf.mtext);
	return 0;
}

server.c

#include "comm.h"

int main()
{
	int msqid = CreateMsgQueue();
	char buf[1024];
	while(1){
		buf[0] = 0;
		RecvMsg(msqid,CLIENT_TYPE,buf);
		printf("client: %s\n",buf);
		
		printf("Please Enter: ");
		fflush(stdout);
		//從標準輸入中讀，fd=0
		ssize_t read_size = read(0,buf,sizeof(buf)-1);
		if(read_size > 0){
			buf[read_size] = '\0';
			SendMsg(msqid,SERVER_TYPE,buf);
			printf("send done,wait recv...\n");
		}
	}
	DestroyMsgQueue(msqid);
	return 0;
}

client.c

#include "comm.h"

int main()
{
	int msqid = GetMsgQueue();
	char buf[1024];
	while(1){
		buf[0] = 0;
		printf("Please Enter# ");
		fflush(stdout);
		ssize_t read_size = read(0,buf,sizeof(buf)-1);
		if(read_size > 0){
			buf[read_size] = '\0';
			SendMsg(msqid,CLIENT_TYPE,buf);
			printf("send done,wait recv...\n");
		}
		RecvMsg(msqid,SERVER_TYPE,buf);
		printf("server# %s\n ",buf);
	}
	return 0;
}

Makefile

all:client server

client:client.c comm.c
	gcc -o [email protected] $^

server:server.c comm.c
	gcc -o [email protected] $^

.PHONY:clean
clean:
	rm -f client server

執行結果：客戶端與伺服器之間進行的通訊。

ftok參考自：https://blog.csdn.net/u013485792/article/details/50764224