python signal

Python】簡單聊進程間異步通信之signal模塊

Linux

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信號是Unix系統中常見的一種進程間通信方式（IPC），例如我們經常操作的 kill -9 pid 這裏的 -9對應的就是 SIGKILL 信號, 9就是這個信號的編號，SIGKILL是它的名稱。 由於不同版本的 *nux 的實現會有差異，具體請參照系統API，我這裏是OSX，可以使用 man signal查看所有信號的定義。這裏簡單的學習下Python標準庫中信號處理的模塊 signal模塊.

信號是啥？

由於signal是系統編程的接口，那麼咱們來看看他的概念。

信號(signal)是Linux進程間通信的一種機制，全稱爲軟中斷信號，也被稱爲軟中斷。信號本質上是在軟件層次上對硬件中斷機制的一種模擬。

再來看看常用的場景

與其他進程間通信方式（例如管道、共享內存等）相比，信號所能傳遞的信息比較粗糙，只是一個整數。但正是由於傳遞的信息量少，信號也便於管理和使用，可以用於系統管理相關的任務，例如通知進程終結、中止或者恢復等。每種信號用一個整型常量宏表示，以SIG開頭，比如SIGCHLD、SIGINT等，它們在系統頭文件中定義。

更具體的介紹和詳細的機制原理，請參考 《Unix環境高級編程》等書籍。

自己的理解就是：可以給一個正在運行的進程發送不同的信號，然後進程就能立即收到這個通知，並且做出響應的行爲。

常用的幾個信號

編號	名稱	作用
1	SIGHUP	終端掛起或者終止進程。默認動作爲終止進程
2	SIGINT	鍵盤中斷 <ctrl+c> 經常會用到。默認動作爲終止進程
3	SIGQUIT	鍵盤退出鍵被按下。一般用來響應 <ctrl+d>。 默認動作終止進程
9	SIGKILL	強制退出。 shell中經常使用
14	SIGALRM	定時器超時，默認爲終止進程
15	SIGTERM	程序結束信號，程序一般會清理完狀態在退出，我們一般說的優雅的退出

signal模塊

在文檔的開頭，講述了Python signal對於系統的封裝和一些使用常識, 使用之前應當認真閱讀一下。

常用的API

• signal.signal(signalnum, handler) 針對不同的信號需要定義對應的處理函數，當運行中的程序接受到對應的信號時候，會調用對應的handler。 handler函數應當有2個參數，一個是 signalnum, 另一是 stack frame(None 或者是 frame對象)

例如寫一個小程序，來處理 ctrl+c事件和 SIGHUP，也就是1和2信號。

1. #coding:utf-8
2. #orangleliu py2.7
3. #recv_signal.py
5. import signal
6. import time
7. import sys
8. import os
10. def handle_int(sig, frame):
11. print "get signal: %s, I will quit"%sig
12. sys.exit(0)
14. def handle_hup(sig, frame):
15. print "get signal: %s"%sig
18. if __name__ == "__main__":
19. signal.signal(2, handle_int)
20. signal.signal(1, handle_hup)
21. print "My pid is %s"%os.getpid()
22. while True:
23. time.sleep(3)

我們來測試下，首先啓動程序（根據打印的pid），在另外的窗口輸入 kill -1 21838 和 kill -HUP 21838, 最後使用 ctrl+c關閉程序。 程序的輸出如下：

1. # python recv_signal.py
2. My pid is 21838
3. get signal: 1
4. get signal: 1
5. ^Cget signal: 2, I will quit

• signal.getsignal(signalnum) 根據signalnum返回信號對應的handler，可能是一個可以調用的Python對象，或者是 signal.SIG_IGN（表示被忽略）, signal.SIG_DFL（默認行爲已經被使用） 或 None（Python的handler還沒被定義）。

獲取signal中定義的信號num和名稱，還有它的handler是什麼

1. #coding:utf-8
2. #orangleliu py2.7
3. #getsignal_handler.py
5. import signal
7. def handle_hup(sig, frame):
8. print "get signal: %s"%sig
10. signal.signal(1, handle_hup)
12. if __name__ == "__main__":
14. ign = signal.SIG_IGN
15. dfl = signal.SIG_DFL
16. print "SIG_IGN", ign
17. print "SIG_DFL", dfl
18. print "*"*40
20. for name in dir(signal):
21. if name[:3] == "SIG" and name[3] != "_":
22. signum = getattr(signal, name)
23. gsig = signal.getsignal(signum)
25. print name, signum, gsig

運行的結果：可以看到大部分信號都是都有默認的行爲。

1. SIG_IGN 1
2. SIG_DFL 0
3. ****************************************
4. SIGABRT 6 0
5. SIGALRM 14 0
6. SIGBUS 10 0
7. SIGCHLD 20 0
8. SIGCONT 19 0
9. SIGEMT 7 0
10. SIGFPE 8 0
11. SIGHUP 1 <function handle_hup at 0x109371c80>
12. SIGILL 4 0
13. SIGINFO 29 0
14. SIGINT 2 <built-in function default_int_handler>
15. SIGIO 23 0
16. SIGIOT 6 0
17. SIGKILL 9 None
18. SIGPIPE 13 1
19. SIGPROF 27 0
20. SIGQUIT 3 0
21. SIGSEGV 11 0
22. SIGSTOP 17 None
23. SIGSYS 12 0
24. SIGTERM 15 0
25. SIGTRAP 5 0
26. SIGTSTP 18 0
27. SIGTTIN 21 0
28. SIGTTOU 22 0
29. SIGURG 16 0
30. SIGUSR1 30 0
31. SIGUSR2 31 0
32. SIGVTALRM 26 0
33. SIGWINCH 28 0
34. SIGXCPU 24 0
35. SIGXFSZ 25 1

• 多線程使用信號

參考

• python docs - signal
• pymotw - signal
• Python - Signal handling and identifying stack frame