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【C言語】POSIXのメッセージキューの使い方

悩んでいる人

C言語でPOSIXのメッセージキューの使い方を教えて!

こういった悩みにお答えします.

本記事の信頼性

  • リアルタイムシステムの研究歴12年.
  • 東大教員の時に,英語でOSの授業.
  • 2012年9月~2013年8月にアメリカのノースカロライナ大学チャペルヒル校コンピュータサイエンス学部2021年の世界大学学術ランキングで20位)で客員研究員として勤務.C言語でリアルタイムLinuxの研究開発
  • プログラミング歴15年以上,習得している言語: C/C++Solidity/Vyper,Java,Python,Ruby,HTML/CSS/JS/PHP,MATLAB,Assembler (x64,ARM).
  • 東大教員の時に,C++言語で開発した「LLVMコンパイラの拡張」,C言語で開発した独自のリアルタイムOS「Mcube Kernel」GitHubにオープンソースとして公開

こういった私から学べます.

【C言語】POSIXのメッセージキュー

POSIXのメッセージキューとは,プロセス間でメッセージの形でのデータのやり取りを行うことができる仕組みです.

POSIXのメッセージキューのAPIは,古いメッセージキューであるSystem V メッセージキューのAPIとは異なりますが,同様の機能を提供します.

メッセージキューの設定は以下のようになります.

  • msg_default:新規キューのmq_maxmsg設定に使用される値
  • msg_max:一つのキューに入れられるメッセージの最大数の上限値
  • msgsize_default:新規キューの mq_msgsize設定に使用される値
  • msgsize_max:メッセージの最大サイズの上限値
  • queues_max:作成可能なメッセージキュー数のシステム全体での上限値

メッセージキューの設定値は,以下のファイルを見るとわかります.

※参考までに,私の環境では以下になりました.

mq_open関数

mq_open関数は,新しいPOSIXメッセージキューを作成するか,既存のキューをオープンします.

キューはnameで識別されます(詳細はこちら).

oflagの設定はこちらを読みましょう.

modeはキューのパーミッションを設定します.

mq_attr構造体は以下になります.

mq_open関数の返り値は,メッセージキュー記述子 (message queue descriptor) になります.

mq_send関数

mq_send関数は,メッセージキュー記述子mqdesで参照されるメッセージキューにmsg_ptrが指すメッセージを追加します.

msg_len引数は,msg_ptrが指すメッセージの長さを示します.

この長さはキューのmq_msgsize属性以下でなければなりません.

mq_receive関数

mq_receive関数は,メッセージキュー記述子mqdesで参照されるメッセージキューから最も高い優先度を持つ最も古いメッセージを削除し,そのメッセージをmsg_ptrが指すバッファーに格納します.

msg_len引数は,msg_ptrが指すバッファの大きさを示します.

この値はキューのmq_msgsize属性以上でなければなりません.

msg_prioがNULL以外の場合,msg_prioが指すバッファに受信したメッセージの優先度が格納されます.

mq_close関数

mq_close関数は,メッセージキュー記述子(message queue descriptor)mqdesをクローズします.

POSIXのメッセージキューの使い方

POSIXのメッセージキューの使い方は以下になります.

mqueue.cはMQ_NAME2に書き込んだ後にMQ_NAMEから読み込みます.

これに対して,mqueue2.cはMQ_NAME2から読み込んだ後にMQ_NAMEに書き込みます.

2つの端末でそれぞれのコードをコンパイルして実行して下さい.

まず,mqueue.cの実行ファイルから「abc」と改行コードを入力すると,mqueue2.cの端末に「str = abc」と表示されます.

次に,mqueue2.cの実行ファイルから「def」と改行コードを入力すると,mqueue.cの端末に「str = def」と表示されます.

つまり,mqueue.cの端末は以下のように表示されます.

また,mqueue2.cの端末は以下のように表示されます.

まとめ

C言語でPOSIXのメッセージキューの使い方を紹介しました.

メッセージキューでプロセス間通信の方法がわかりました.

C言語を独学で習得することは難しいです.

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