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来一个python代码（每周一个Python模块）
来一个python代码（每周一个Python模块）
2024-11-22 04:40:22  作者:阿叶阿静  网址:https://m.xinb2b.cn/tech/qth140029.html


信号是 Unix 系统中常见的一种进程间通信方式（IPC），例如我们经常操作的 kill -9 pid，这里的 -9对应的就是 SIGKILL 信号，9 就是这个信号的编号，SIGKILL 是它的名称。 由于不同版本的 *nux 的实现会有差异，具体请参照系统 API，可以使用 man 7 signal 查看所有信号的定义。

那么，信号有哪些使用场景呢？与其他进程间通信方式（例如管道、共享内存等）相比，信号所能传递的信息比较粗糙，只是一个整数。但正是由于传递的信息量少，信号也更便于管理和使用，可以用于系统管理相关的任务。例如通知进程终结、中止或者恢复等。每种信号用一个整型常量宏表示，以 SIG 开头，比如 SIGCHLD、SIGINT 等。

接收信号

Python 中使用 signal 模块来处理信号相关的操作，定义如下：

signal.signal(signalnum, handler)

signalnum 为某个信号，handler 为该信号的处理函数。进程可以无视信号，可以采取默认操作，还可以自定义操作。当 handler 为 signal.SIG_IGN 时，信号被无视（ignore）；当 handler 为 singal.SIG_DFL，进程采取默认操作（default）；当 handler 为一个函数名时，进程采取函数中定义的操作。

写一个小程序，来处理 ctrl c事件和 SIGHUP，也就是 1 和 2 信号。

#coding:utf-8import signalimport timeimport sysimport osdef handle_int(sig, frame): print "get signal: %s, I will quit"%sig sys.exit(0)def handle_hup(sig, frame): print "get signal: %s"%sigif __name__ == "__main__": signal.signal(2, handle_int) signal.signal(1, handle_hup) print "My pid is %s"%os.getpid() while True: time.sleep(3)

我们来测试下，首先启动程序（根据打印的 pid），在另外的窗口输入 kill -1 21838 和 kill -HUP 21838, 最后使用 ctrl c关闭程序。 程序的输出如下：

# python recv_signal.pyMy pid is 21838get signal: 1get signal: 1^Cget signal: 2, I will quit

再来看另一个函数，可以对信号理解的更加透彻：

signal.getsignal(signalnum)

根据 signalnum 返回信号对应的 handler，可能是一个可以调用的 Python 对象，或者是 signal.SIG_IGN（表示被忽略）, signal.SIG_DFL（默认行为已经被使用）或 None（Python 的 handler 还没被定义）。

看下面这个例子，获取 signal 中定义的信号 num 和名称，还有它的 handler 是什么。

#coding:utf-8import signaldef handle_hup(sig, frame): print "get signal: %s"%sigsignal.signal(1, handle_hup)if __name__ == "__main__": ign = signal.SIG_IGN dfl = signal.SIG_DFL print "SIG_IGN", ign print "SIG_DFL", dfl print "*"*40 for name in dir(signal): if name[:3] == "SIG" and name[3] != "_": signum = getattr(signal, name) gsig = signal.getsignal(signum) print name, signum, gsig

运行的结果：可以看到大部分信号都是都有默认的行为。

SIG_IGN 1SIG_DFL 0****************************************SIGABRT 6 0SIGALRM 14 0SIGBUS 10 0SIGCHLD 20 0SIGCONT 19 0SIGEMT 7 0SIGFPE 8 0SIGHUP 1 <function handle_hup at 0x109371c80>SIGILL 4 0SIGINFO 29 0SIGINT 2 <built-in function default_int_handler>SIGIO 23 0SIGIOT 6 0SIGKILL 9 NoneSIGPIPE 13 1SIGPROF 27 0SIGQUIT 3 0SIGSEGV 11 0SIGSTOP 17 NoneSIGSYS 12 0SIGTERM 15 0SIGTRAP 5 0SIGTSTP 18 0SIGTTIN 21 0SIGTTOU 22 0SIGURG 16 0SIGUSR1 30 0SIGUSR2 31 0SIGVTALRM 26 0SIGWINCH 28 0SIGXCPU 24 0SIGXFSZ 25 1

常用的几个信号：

编号名称作用1SIGHUP终端挂起或者终止进程。默认动作为终止进程2SIGINT键盘中断 <ctrl c> 经常会用到。默认动作为终止进程3SIGQUIT键盘退出键被按下。一般用来响应 <ctrl d>。 默认动作终止进程9SIGKILL强制退出。 shell中经常使用14SIGALRM定时器超时，默认为终止进程15SIGTERM程序结束信号，程序一般会清理完状态在退出，我们一般说的优雅的退出

发送信号

signal 包的核心是设置信号处理函数。除了 signal.alarm() 向自身发送信号之外，并没有其他发送信号的功能。但在 os 包中，有类似于 Linux 的 kill 命令的函数，分别为：

os.kill(pid, sid)os.killpg(pgid, sid)

分别向进程和进程组发送信号。sid 为信号所对应的整数或者 singal.SIG*。

定时发出 SIGALRM 信号

它被用于在一定时间之后，向进程自身发送 SIGALRM 信号，这对于避免无限期地阻塞 I/O 操作或其他系统调用很有用。

import signalimport timedef receive_alarm(signum, stack): print('Alarm :', time.ctime())# Call receive_alarm in 2 secondssignal.signal(signal.SIGALRM, receive_alarm)signal.alarm(2)print('Before:', time.ctime())time.sleep(4)print('After :', time.ctime())# output# Before: Sat Apr 22 14:48:57 2017# Alarm : Sat Apr 22 14:48:59 2017# After : Sat Apr 22 14:49:01 2017

在此示例中，调用 sleep() 被中断，但在信号处理后继续，因此sleep()返回后打印的消息显示程序执行时间与睡眠持续时间一样长。

忽略信号

要忽略信号，请注册 SIG_IGN 为处理程序。

下面这个例子注册了两个程序，分别是 SIGINT 和 SIGUSR1，然后用 signal.pause() 等待接收信号。

import signalimport osimport timedef do_exit(sig, stack): raise SystemExit('Exiting')signal.signal(signal.SIGINT, signal.SIG_IGN)signal.signal(signal.SIGUSR1, do_exit)print('My PID:', os.getpid())signal.pause()# output# My PID: 72598# ^C^C^C^CExiting

通常 SIGINT（当用户按下 Ctrl-C 时由 shell 发送到程序的信号）会引发 KeyboardInterrupt。这个例子在它看到 SIGINT 时直接忽略了。输出中的每个 ^C 表示尝试从终端终止脚本。

从另一个终端使用 kill -USR1 72598 将脚本退出。

信号与线程

多线程环境下使用信号，只有 main thread 可以设置 signal 的 handler，也只有它能接收到 signal. 下面用一个例子看看效果，在一个线程中等待信号，并从另一个线程发送信号。

#coding:utf-8#orangleliu py2.7#thread_signal.pyimport signalimport threadingimport osimport timedef usr1_handler(num, frame): print "received signal %s %s"%(num, threading.currentThread())signal.signal(signal.SIGUSR1, usr1_handler)def thread_get_signal(): #如果在子线程中设置signal的handler 会报错 #ValueError: signal only works in main thread #signal.signal(signal.SIGUSR2, usr1_handler) print "waiting for signal in", threading.currentThread() #sleep 进程直到接收到信号 signal.pause() print "waiting done"receiver = threading.Thread(target=thread_get_signal, name="receiver")receiver.start()time.sleep(0.1)def send_signal(): print "sending signal in ", threading.currentThread() os.kill(os.getpid(), signal.SIGUSR1)sender = threading.Thread(target=send_signal, name="sender")sender.start()sender.join()print 'pid', os.getpid()# 这里是为了让程序结束，唤醒 pausesignal.alarm(2)receiver.join()# output# waiting for signal in <Thread(receiver, started 123145306509312)># sending signal in <Thread(sender, started 123145310715904)># received signal 30 <_MainThread(MainThread, started 140735138967552)># pid 23188# [1] 23188 alarm python thread_signal.py

Python 的 signal 模块要求，所有的 handlers 必需在 main thread 中注册，即使底层平台支持线程和信号混合编程。即使接收线程调用了 signal.pause()，但还是没有接收到信号。代码结尾处的 signal.alarm(2) 是为了唤醒接收线程的 pause()，否则接收线程永远不会退出。

尽管 alarms 可以在任意的线程中设置，但他们只能在 main thread 接收。

import signalimport timeimport threadingdef signal_handler(num, stack): print(time.ctime(), 'Alarm in', threading.currentThread().name)signal.signal(signal.SIGALRM, signal_handler)def use_alarm(): t_name = threading.currentThread().name print(time.ctime(), 'Setting alarm in', t_name) signal.alarm(1) print(time.ctime(), 'Sleeping in', t_name) time.sleep(3) print(time.ctime(), 'Done with sleep in', t_name)# Start a thread that will not receive the signalalarm_thread = threading.Thread( target=use_alarm, name='alarm_thread',)alarm_thread.start()time.sleep(0.1)# Wait for the thread to see the signal (not going to happen!)print(time.ctime(), 'Waiting for', alarm_thread.name)alarm_thread.join()print(time.ctime(), 'Exiting normally')# output# Sat Apr 22 14:49:01 2017 Setting alarm in alarm_thread# Sat Apr 22 14:49:01 2017 Sleeping in alarm_thread# Sat Apr 22 14:49:01 2017 Waiting for alarm_thread# Sat Apr 22 14:49:02 2017 Alarm in MainThread# Sat Apr 22 14:49:04 2017 Done with sleep in alarm_thread# Sat Apr 22 14:49:04 2017 Exiting normally

alarm 并没有中断 use_alarm() 中的 sleep。

相关文档：

https://pymotw.com/3/signal/index.html

http://orangleliu.info/2016/03/06/python-signal-module-simple-use/

http://www.cnblogs.com/vamei/archive/2012/10/06/2712683.html

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