Linux 内核 IPC 通信源码分析-消息队列

简介

目的

本文对最新的 Linux-4.19.4 内核源码进行分析，并详细指出内核 IPC 机制中的消息队列的原理。

进程间通信

IPC（进程间通信，InterProcess Communication）是内核提供的系统中进程间进行通信的一种机制。系统中每个进程的用户地址空间互不干扰，所以需要内核来提供进程之间进行通信机制。

进程间通信的七种方式：

• 管道/匿名管道 (PIPE)
• 有名管道 (FIFO)
• 信号 (Signal)
• 消息 (Message) 队列
• 共享内存 (Share Memory)
• 信号量 (Semaphore)
• 套接字 (Socket)

消息队列简介

消息队列是消息的链接表，包括 Posix 消息队列和 System V 消息队列。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，克服了早期 Lunix 通信机制的一些缺点。消息队列将消息看作一个记录，具有特定的格式以及特定的优先级，对消息队列有写权限的进程可以向中按照一定的规则添加新消息；对消息队列有读权限的进程则可以从消息队列中读取消息，消息队列是随内核持续的。

源码分析

重要文件

• ./ipc/msg.c
• ./ipc/msgutil.c
• ./ipc/mqueue.c

数据结构

总体结构见图：