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Python signal模組包介紹和用法

在瞭解了Linux的訊號基礎之後,Python標準庫中的signal包就很容易學習和理解。signal包負責在Python程式內部處理訊號,典型的操作包括預設訊號處理函式,暫停並等待訊號,以及定時發出SIGALRM等。要注意,signal包主要是針對UNIX平臺(比如Linux, MAC OS),而Windows核心中由於對訊號機制的支援不充分,所以在Windows上的Python不能發揮訊號系統的功能。

定義訊號名

signal包定義了各個訊號名及其對應的整數,比如

import signal
print signal.SIGALRM
print signal.SIGCONT

Python所用的訊號名和Linux一致。你可以通過

$man 7 signal

查詢

預設訊號處理函式

signal包的核心是使用signal.signal()函式來預設(register)訊號處理函式,如下所示:

singnal.signal(signalnum, handler)

signalnum為某個訊號,handler為該訊號的處理函式。我們在訊號基礎裡提到,程序可以無視訊號,可以採取預設操作,還可以自定義操作。當handler為signal.SIG_IGN時,訊號被無視(ignore)。當handler為singal.SIG_DFL,程序採取預設操作(default)。當handler為一個函式名時,程序採取函式中定義的操作。

複製程式碼
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')
複製程式碼

在主程式中,我們首先使用signal.signal()函式來預設訊號處理函式。然後我們執行signal.pause()讓該程序暫停以等待訊號

,以等待訊號。當訊號SIGUSR1被傳遞給該程序時,程序從暫停中恢復,並根據預設,執行SIGTSTP的訊號處理函式myHandler()。myHandler的兩個引數一個用來識別訊號(signum),另一個用來獲得訊號發生時,程序棧的狀況(stack frame)。這兩個引數都是由signal.singnal()函式來傳遞的。

上面的程式可以儲存在一個檔案中(比如test.py)。我們使用如下方法執行:

$python test.py

以便讓程序執行。當程式執行到signal.pause()的時候,程序暫停並等待訊號。此時,通過按下CTRL+Z向該程序傳送SIGTSTP訊號。我們可以看到,程序執行了myHandle()函式, 隨後返回主程式,繼續執行。(當然,也可以用$ps查詢process ID, 再使用$kill來發出訊號。)

(程序並不一定要使用signal.pause()暫停以等待訊號,它也可以在進行工作中接受訊號,比如將上面的signal.pause()改為一個需要長時間工作的迴圈。)

我們可以根據自己的需要更改myHandler()中的操作,以針對不同的訊號實現個性化的處理。

定時發出SIGALRM訊號

一個有用的函式是signal.alarm()它被用於在一定時間之後,向程序自身傳送SIGALRM訊號:

複製程式碼
import signal
# Define signal handler function
def myHandler(signum, frame):
    print("Now, it's the time")
    exit()

# register signal.SIGALRM's handler 
signal.signal(signal.SIGALRM, myHandler)
signal.alarm(5)
while True:
    print('not yet')
複製程式碼

我們這裡用了一個無限迴圈以便讓程序持續執行。在signal.alarm()執行5秒之後,程序將向自己發出SIGALRM訊號,隨後,訊號處理函式myHandler開始執行。

傳送訊號

signal包的核心是設定訊號處理函式。除了signal.alarm()向自身傳送訊號之外,並沒有其他傳送訊號的功能。但在os包中,有類似於linux的kill命令的函式,分別為

os.kill(pid, sid)

os.killpg(pgid, sid)

分別向程序和程序組(見Linux程序關係)傳送訊號。sid為訊號所對應的整數或者singal.SIG*。

實際上signal, pause,kill和alarm都是Linux應用程式設計中常見的C庫函式,在這裡,我們只不過是用Python語言來實現了一下。實際上,Python 的直譯器是使用C語言來編寫的,所以有此相似性也並不意外。此外,在Python 3.4中,signal包被增強,訊號阻塞等功能被加入到該包中。我們暫時不深入到該包中。

總結

signal.SIG*

signal.signal()

signal.pause()

signal.alarm()