python学习笔记——信号模块signal

基于python学习笔记——多进程间通信——Linux信号基础的学习基础，进一步学习Python标准库中的signal模块。

尽管signal是python中的模块，但是主要针对UNIX平台（比如Linux，MAC OS），而Windows内核中由于对信号机制的支持不充分，所以在Windows上的Python不能发挥信号系统的功能。

signal模块负责python程序内部的信号处理；典型的操作包括信号处理函数、暂停并等待信号，以及定时发出SIGALRM等；

1 signal基本信号名

引入模块： import signal

signal.SIGHUP   # 连接挂断;
signal.SIGILL   # 非法指令;
signal.SIGINT   # 终止进程（ctrl+c）;
signal.SIGTSTP  # 暂停进程（ctrl+z）;
signal.SIGKILL  # 杀死进程（此信号不能被捕获或忽略）;
signal.SIGQUIT  # 终端退出;
signal.SIGTERM  # 终止信号,软件终止信号;
signal.SIGALRM  # 闹钟信号,由signal.alarm()发起;
signal.SIGCONT  # 继续执行暂停进程;

2 常用信号处理函数

2.1

设置发送SIGALRM信号的定时器

signal.alarm(time)

参数：time为时间参数

功能：在time时间后，向进程自身发送SIGALRM信号

import signal
import time

signal.alarm(4)#4s后终止程序

while True:
time.sleep(1)
print("学习python中...")

运行

学习python中...
学习python中...
学习python中...
闹钟

当在一个程序中出现两个signal.alarm()函数时

import signal
import time

print(signal.alarm(3)) # 0
time.sleep(1)
print(signal.alarm(4)) # 2

while True:
time.sleep(1)
print("学习python中...")

运行

0
2
学习python中...
学习python中...
学习python中...
闹钟

注意：在一个进程中，只能设置一个时钟，如果设置第二个则会覆盖第一个的时间，返回地一个的剩余时间，第一个闹钟返回0。

使用signal.pasue阻塞函数：

signal.pause() Wait until a signal arrives。让进程进程暂停，以等待信号（什么信号均可）；也即阻塞进程进行，接收到信号后使进程停止

import signal
import time

print(signal.alarm(3)) # 0
time.sleep(1)
print(signal.alarm(4)) # 3

#阻塞等待信号的发生，如论什么信号都可以
signal.pause()

while True:
time.sleep(1)
print("学习python中...")

运行

0
2
闹钟

2.2 设置信号处理函数

signal.signal(sig, handler)

功能：按照handler制定的信号处理方案处理函数

参数：

sig：拟需处理的信号，处理信号只针对这一种信号起作用sig

hander：信号处理方案

在信号基础里提到，进程可以无视信号、可采取默认操作、还可自定义操作；当handler为下列函数时，将有如下操作：

SIG_IGN：信号被无视（ignore）或忽略

SIG_DFL：进程采用默认（default）行为处理

function：handler为一个函数名时，进程采用自定义函数处理

*SIGSTOP SIGKILL不能处理，只能采用

示例1

import signal

#6s后终止程序
signal.alarm(6)

#遇到SIGINT ctrl+c时，忽略SIG_IGN
signal.signal(signal.SIGINT,signal.SIG_IGN)

signal.pause()

运行后6s 打印出： 闹钟

如果在运行中在键盘中输入CTRL+C也无济于事，此时输出结果 ^C^C^C^C^C^C^C^C闹钟

原因分析

（1）signal.signal(signal.SIGINT, signal.SIG_IGN) 表示遇到信号SIGINT CTRL + C，时，忽略SIG_IGN该信号。

所以在程序运行中从键盘输入ctrl+c（在终端上显示 ^C ）时无效。

（2）当signal.alarm(6)计时6秒后，直接在终端上输出 “闹钟” 后退出。

（3）signal.pause()是为了阻塞进程，等待信号。如果没有这句话，可以在程序中更变为

while True:
pass

效果一样，如果没有这段代码，则没有直接运行结束，终端上没有任何输出显示。注意：这里的signal.alarm()是在程序运行中，6秒后停止进程。

示例2

进程中默认信号方式处理

import signal
#6s后终止程序
signal.alarm(6)
signal.signal(signal.SIGALRM,signal.SIG_DFL)
signal.pause()

运行后终端显示 闹钟

示例3

有些原操作系统规定了的进程收到信号后的默认行为，使用signal.signal()可以通过绑定信号处理函数来修改进程收到信号后的行为，实现个性化处理。

也即改变原默认行为，但是SIGTOP和SIGKILL两个信号的默认行为是不可更变的。

from signal import *
import time

def handler(signum,frame):
if signum == SIGALRM:
print('时间到了')
elif signum == SIGINT:
print("CTRL + C 无效")

alarm(5)
signal(SIGINT,handler)
signal(SIGALRM,handler)

while True:
print('Waiting....')
time.sleep(2)

运行结果

Waiting....
Waiting....
Waiting....
时间到了
Waiting....
^CCTRL + C 无效
Waiting....
^CCTRL + C 无效
Waiting....
^\退出 (核心已转储)

说明：

（1）signal.signal() 通过绑定函数更变了信号的处理方式

（2）如果没有改变alarm()信号的处理方式，signal.alarm()在运行5s后会将终止程序并输出“闹钟”字样

（3）从设备终端键盘输入ctrl+c无效后，此时可以输入ctrl+\退出程序

（4）def handler(signum,frame)中frame，第一个参数是用来识别信号（signum）,第二个信号是用来获得信号发生时，进程栈的状况（stack frame对象），这两个参数都是由signal.signal()函数传递的。 参考 Frame objects

示例4

import signal

# Define signal handler function
def myHandler(signum, frame):
print('I received: ', signum)

# register signal.SIGTSTP's handler
signal.signal(signal.SIGTSTP, myHandler)
signal.pause()
print('End of Signal Demo')

运行（运行后设备终端键盘输入ctrl+z）

^ZI received:  20
End of Signal Demo

说明：

（1）signal.signal()函数来预设信号处理函数；

（2）当程序执行signal.pause()来让进程暂停（被阻塞）以等待信号，此时，按下ctrl + z 向该进程发送SIGTSTP信号，当信号signal.SIGTSTP信号传递给该进程后，进程从被阻塞中恢复，并根据预设，执行SIGTSTP的信号处理函数myHandler()。

（3）myHandler()的两个参数一个用来识别信号(signum)，另一个用来获得信号发生时，进程栈的状况(stack frame)；这两个参数都是有signal.signal()函数传递的。

（4）进程并不一定要使用signal.pause()暂停以等待信号，它也可以在进行工作中接受信号，比如将上面的signal.pause()改为一个需要长时间工作的循环或死循环。

总结：常用信号处理函数：

3 常用信号处理函数

signal.signal(signalnum, handler)

设置信号处理的函数

signal.alarm(time)

设置发送SIGALRM信号的定时器

os.kill

这个不属于signal模块，但其可以使用给某一进程发送信号

参考：

Python模块之信号（signal）和 Python模块：signal（一样）

初步理解Python进程的信号通讯

Python 信号处理 signal 模块

进程间通信的方式——信号、管道、消息队列、共享内存