使用 POSIX 消息队列代替 TCP 套接字 - 如何建立“连接”？

Question

我有客户端和服务器程序，它们现在通过 TCP 进行通信。我正在尝试使用 POSIX 消息队列（当然，如果客户端和服务器位于同一台计算机上）。我希望它能够提高性能（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，因此我很想模仿TCP连接建立流程：

1. 服务器打开一个具有众所周知名称的队列并从中连续读取（它可以使用 select(2) 与 TCP 一样）。
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，另一个用于相反的情况）。
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. 客户端关闭具有众所周知名称的服务器队列。双向通信使用客户端指定的两个队列（每个方向一个）进行。

您可能会发现该方案与常见的 TCP 方法非常相似，这并非偶然。不过，我想知道：

1. 你能想出更好的方法吗？
2. 您认为我的方法有任何潜在的问题吗？
3. 您是否有任何其他想法，包括在同一台计算机上使用消息队列而不是 TCP 实际上会提高性能（延迟）的可能性？

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

Answer 1

我最终基本上按照我所描述的方式实现了它，并进行了一些增强：

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

握手比 TCP 更简单，但似乎已经足够了。

至于延迟：好多了。在同一台机器上使用 POSIX 消息队列而不是 TCP 可以减少大约 75% 的延迟。我的消息每条大约 100 字节。

Answer 2

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，但用于本地计算机。它们是单向的，因此您可能需要创建两个，每个方向一个。你的问题确实缺乏任何理由 为什么 您正在专门进行此更改。使用套接字进行进程间通信没有任何问题。它们是双向的、高效的、广泛支持的，并且确实让您可以自由地在以后的机器之间分离进程。

2. 您认为我的方法有任何潜在的问题吗？

   System V 消息队列和 fifo 命名管道都绝对没问题。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进行 read() 和 write()。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. 您是否有任何其他想法，包括在同一台计算机上使用消息队列而不是 TCP 实际上会提高性能（延迟）的可能性？

   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，或者在开始时与父级/主控协商一个唯一的 id。另一件需要注意的事情是，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。

菲照明蒂

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

我遇到了类似的问题，我开发了实时应用程序，需要IPC技术，类似于套接字功能和最小延迟。

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

由于

Answer 5

当select（）不能对消息队列起作用时，你是如何做到这一点的？什么是Sys V或POSIX？ 当PID保证唯一且存储量较小（整数）时，为什么要花费额外的精力来创建GUID到PID查找表？

/ blee /

Answer 6

您还可以在驻留在不同计算机上的程序中使用IPC的消息队列，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，并测试它们。