c - 使用 POSIX 消息队列而不是 TCP 套接字 - 如何建立“连接”？

Question

我有现在通过 TCP 通信的客户端和服务器程序。我正在尝试使用 POSIX 消息队列（当然，在客户端和服务器在同一台机器上的情况下）。我希望它能提高性能（特别是通过减少延迟）。

我已经解决了大部分问题，但不确定一件事：如何建立“连接”。服务器同时接受来自多个客户端的连接，所以我很想模拟 TCP 连接建立过程，如下所示：

1. 服务器打开一个具有已知名称的队列并连续读取它（它可以select(2)与 TCP 一起使用）。
2. 客户端打开三个队列：两个具有任意名称（包括一些唯一性，例如 PID 以避免冲突），一个具有服务器使用的众所周知的名称。
3. 客户端向服务器的队列发布一条“连接”消息，包括客户端的队列名称（一个指定用于客户端到服务器的流量，另一个用于相反的流量）。
4. 服务器打开客户端连接消息中指定的队列，并开始从客户端到服务器的队列中读取（选择）。
5. 客户端使用众所周知的名称关闭服务器队列。双向通信使用客户端命名的两个队列（每个方向一个）进行。

您可能会看到该方案与常见的 TCP 方法有何相似之处，这绝非偶然。但是，我想知道：

1. 你能想出更好的方法吗？
2. 你看到我的方法有什么潜在的问题吗？
3. 您是否还有其他想法，包括在同一台机器上使用消息队列而不是 TCP 是否会真正提高性能（延迟）？

请记住，我之前没有使用过 POSIX 消息队列（我之前确实使用过 IBM WebSphere MQ，但那是相当不同的）。平台是Linux。

Answer 1

1. 你能想出更好的方法吗？

   也许看看fifos（又名命名管道）。它们就像网络套接字，但用于本地机器。它们是单向的，因此您可能需要创建两个，每个方向一个。您的问题确实没有任何理由说明您为什么要专门进行此更改。使用套接字进行进程处理通信没有任何问题。它们是双向的、高效的、受到广泛支持的，并且确实让您可以自由地在以后分离机器之间的进程。

2. 你看到我的方法有什么潜在的问题吗？

   System V 消息队列和 fifo 命名管道都非常好。Fifo 管道就像常规管道一样，因此您可以通过最少的代码更改来读取（）和写入（）。System V 消息队列需要将数据放入结构中并调用 msgsnd()。然而，任何一种方法都可以。

3. 您是否还有其他想法，包括在同一台机器上使用消息队列而不是 TCP 是否会真正提高性能（延迟）？

   我的其他想法是，正如您所说，您需要开发一种技术，以便每个客户都有一个唯一的标识符。一种方法是将pid添加到您传递的结构中，或者在开始时与父/主协商一个唯一的ID。要注意的另一件事是 System V 消息队列的好处是您可以侦听“选择性”消息，因此您可以理想地使用从服务器到所有客户端的一个队列，每个客户端等待不同的消息。

   我不知道哪种技术可以为您的软件提供最佳吞吐量。确实可能不值得使用 System V 消息队列，但只有您可以做出决定。

菲尔米蒂

Answer 2

我最终基本上按照我的描述实现了它，并进行了一些改进：

• 在第 2 步中，我使用 GUID 作为队列名称，而不是合并客户端的 PID。
• 在第 4 步中，我添加了从服务器向客户端发送“接受”消息。
• 当任何一方希望结束通信时，它会发送一个“断开连接”消息。

握手比 TCP 简单，但似乎足够了。

至于延迟：它要好得多。在同一台机器上使用 POSIX 消息队列而不是 TCP 大约减少了 75% 的延迟。我的消息每条大约 100 个字节。

Answer 3

我比较了 posix MQ 和一对 TCP/IP 套接字的性能。

演示程序有两个线程，一个用于写入，另一个用于读取。

结果是posix MQ更快，

• MQ 460000 tps
• 套接字对 400000 tps

Answer 4

我遇到过类似的问题，我开发实时应用程序，需要具有类似于套接字功能和最小延迟的 IPC 技术。

您是否仅将基于 POSIX-MQ 的解决方案与 UNIX 本地套接字或 TCP 套接字进行了比较？

谢谢

Answer 5

当 select() 不适用于消息队列时，您是如何做到这一点的？什么是 Sys V 或 POSIX？当 PID 保证是唯一的并且是较小的存储（整数）时，为什么还要花额外的精力来创建 GUID 到 PID 查找表？

/哭泣/

Answer 6

您也可以在驻留在不同机器上的程序中使用 Message Queues for IPC，在这种情况下您可以使用 ZeroMQ( http://www.zeromq.org ) 或其他消息队列 API，我也建议您考虑它们并测试他们也是。