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python中對(duì)信號(hào)的處理詳解

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什么是信號(hào)

信號(hào)(signal)-- 進(jìn)程間通訊的一種方式,也可作為一種軟件中斷的方法。一個(gè)進(jìn)程一旦接收到信號(hào)就會(huì)打斷原來的程序執(zhí)行來按照信號(hào)進(jìn)行處理。

簡(jiǎn)化術(shù)語,信號(hào)是一個(gè)事件,用于中斷運(yùn)行功能的執(zhí)行。信號(hào)始終在主Python線程中執(zhí)行。對(duì)于信號(hào),這里不做詳細(xì)介紹。

Python封裝了操作系統(tǒng)的信號(hào)功能的庫 singal 的庫。singal 庫可以使我們?cè)趐ython程序中中實(shí)現(xiàn)信號(hào)機(jī)制。

Python的信號(hào)處理

首先需要了解Python為什么要提供 signal Library。信號(hào)庫使我們能夠使用信號(hào)處理程序,以便當(dāng)接收信號(hào)時(shí)都可以執(zhí)行自定義任務(wù)。

Mission:當(dāng)接收到信號(hào)時(shí)執(zhí)行信號(hào)處理方法

可以通過使用 signal.singal() 函數(shù)來實(shí)現(xiàn)此功能

Python對(duì)信號(hào)的處理

通常情況下Python 信號(hào)處理程序總是會(huì)在主 Python 主解析器的主線程中執(zhí)行,即使信號(hào)是在另一個(gè)線程中接收的。 這意味著信號(hào)不能被用作線程間通信的手段。 你可以改用 threading 模塊中的同步原語。

Python信號(hào)處理流程,需要對(duì)信號(hào)處理程序(signal handling )簡(jiǎn)要說明。signal handling 是一個(gè)任務(wù)或程序,當(dāng)檢測(cè)到特定信號(hào)時(shí),處理函數(shù)需要兩個(gè)參數(shù),即信號(hào)id signal number (Linux 中 1-64),與堆棧幀 frame。通過相應(yīng)信號(hào)啟動(dòng)對(duì)應(yīng) signal handling ,signal.signal() 將為信號(hào)分配 處理函數(shù)。

如:當(dāng)運(yùn)行一個(gè)腳本時(shí),取消,此時(shí)是捕獲到一個(gè)信號(hào),可以通過捕獲信號(hào)方式對(duì)程序進(jìn)行異步的優(yōu)雅處理。通過將信號(hào)處理程序注冊(cè)到應(yīng)用程序中:

import signal  
import time 

def handler(a, b):  # 定義一個(gè)signal handling
    print("Signal Number:", a, " Frame: ", b)  
  
signal.signal(signal.SIGINT, handler)  # 將handle分配給對(duì)應(yīng)信號(hào)
  
while True:  
    print("Press ctrl + c")
    time.sleep(10)

如果不對(duì)對(duì)應(yīng)信號(hào)進(jìn)行捕獲處理時(shí),python將會(huì)拋出異常。

root@Seal:/mnt/d/pywork/signal# python signal.py
^CTraceback (most recent call last):
  File "signal.py", line 3, in module>
    while True:
KeyboardInterrupt


信號(hào)枚舉

信號(hào)的表現(xiàn)為一個(gè)int,Python的信號(hào)庫有對(duì)應(yīng)的信號(hào)枚舉成員

其中常用的一般有,

SIGINT control+c

SIGTERM 終止進(jìn)程 軟件終止信號(hào)

SIGKILL 終止進(jìn)程 殺死進(jìn)程

SIGALRM 超時(shí)


信號(hào) 說明
SIG_DFL
SIG_IGN 標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)處理程序,它將簡(jiǎn)單地忽略給定的信號(hào)
SIGABRT SIGIOT 來自 abort 的中止信號(hào)。
abort 導(dǎo)致異常進(jìn)程終止。通常由檢測(cè)內(nèi)部錯(cuò)誤或嚴(yán)重破壞約束的庫函數(shù)調(diào)用。例如,如果堆的內(nèi)部結(jié)構(gòu)被堆溢出損壞, malloc() 將調(diào)用 abort()
SIGALRM
SIGVTALRM
SIGPROF
如果你用 setitimer 這一類的報(bào)警設(shè)置函數(shù)設(shè)置了一個(gè)時(shí)限,到達(dá)時(shí)限時(shí)進(jìn)程會(huì)接收到 SIGALRM, SIGVTALRM 或者 SIGPROF。但是這三個(gè)信號(hào)量的含義各有不同,SIGALRM 計(jì)時(shí)的是真實(shí)時(shí)間,SIGVTALRM計(jì)時(shí)的是進(jìn)程使用了多少CPU時(shí)間,而 SIGPROF 計(jì)時(shí)的是進(jìn)程和代表該進(jìn)程的內(nèi)核用了多少時(shí)間。
SIGBUS 總線發(fā)生錯(cuò)誤時(shí),進(jìn)程接收到一個(gè)SIGBUS信號(hào)。舉例來說,存儲(chǔ)器訪問對(duì)齊或者或不存在對(duì)應(yīng)的物理地址都會(huì)產(chǎn)生SIGBUS信號(hào)。
SIGCHLD 當(dāng)子進(jìn)程終止、被中斷或被中斷后恢復(fù)時(shí),SIGCHLD信號(hào)被發(fā)送到進(jìn)程。該信號(hào)的一個(gè)常見用法是指示操作系統(tǒng)在子進(jìn)程終止后清理其使用的資源,而不顯式調(diào)用等待系統(tǒng)調(diào)用。
SIGILL 非法指令。當(dāng)進(jìn)程試圖執(zhí)行非法、格式錯(cuò)誤、未知或特權(quán)指令時(shí),SIGILL信號(hào)被發(fā)送到該進(jìn)程。
SIGKILL 發(fā)送SIGKILL信號(hào)到一個(gè)進(jìn)程可以使其立即終止(KILL)。與SIGTERM和SIGINT相不同的是,這個(gè)信號(hào)不能被捕獲或忽略,接收過程在接收到這個(gè)信號(hào)時(shí)不能執(zhí)行任何清理。 以下例外情況適用:
SIGINT 來自鍵盤的中斷 (CTRL + C)。 KeyboardInterrupt
SIGPIPE 當(dāng)一個(gè)進(jìn)程試圖寫入一個(gè)沒有連接到另一端進(jìn)程的管道時(shí),SIGPIPE信號(hào)會(huì)被發(fā)送到該進(jìn)程。
**SIGTERM ** 終結(jié)信號(hào)。 KILL -15 |KILL
SIGUSR1
SIGUSR2
用戶自定義信號(hào)
SIGWINCH 終端窗口大小已變化
SIGHUP 在控制終端上檢測(cè)到掛起或控制進(jìn)程的終止。

Reference:[signal-wikipedia](

信號(hào)函數(shù)

Python的信號(hào)庫中也有很多常用的函數(shù)

signal.alarm(time)

創(chuàng)建一個(gè) SIGALRM 類型的信號(hào),time為預(yù)定的時(shí)間,設(shè)置為0時(shí)取消先前設(shè)置的定時(shí)器

signal.pause()

可以使代碼邏輯處理過程睡眠,直到收到信號(hào),然后調(diào)用對(duì)應(yīng)的handler。

import signal
import os
import time

def 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()

在執(zhí)行時(shí),忽略了ctrl + c的信號(hào),對(duì)USR1做退出操作

signal.setitimer(which, seconds, interval)

which: signal.ITIMER_REAL,signal.ITIMER_VIRTUAL 或 signal.ITIMER_PROF

seconds:多少秒后觸發(fā)which。seconds設(shè)置為0可以清除which的計(jì)時(shí)器。

interval:每隔interval秒后觸發(fā)一次

os.getpid()

獲得當(dāng)前執(zhí)行程序的pid

Windows下信號(hào)的使用

在Linux中,可以通過任何可接受的信號(hào)枚舉值作為信號(hào)函數(shù)的參數(shù)。在Windows中,SIGABRT, SIGFPE, SIGINT, SIGILL, SIGSEGV, SIGTERM, SIGBREAK。

當(dāng)signal handling需要參數(shù)怎么辦

在一些時(shí)候,signal handling的操作需要對(duì)應(yīng)主進(jìn)程傳遞進(jìn)來一些函數(shù),而在整個(gè)項(xiàng)目中執(zhí)行過程中的變量與 signal handling不處于一個(gè)作用域中,而signal.signal() 不能傳遞其他的參數(shù),這個(gè)時(shí)候可以使用 partial 創(chuàng)建一個(gè)閉包來解決這個(gè)問題。

例如:

import signal
import os
import sys
import time

from functools import partial

"""
這里signal frame默認(rèn)參數(shù)需要放到最后
"""
def signal_handler(test_parameter1, test_parameter2, signal_num, frame):
    print "signal {} exit. {} {}".format(signal_num, test_parameter1, test_parameter2)
    sys.exit(1)


a=1
b=2
signal.signal(signal.SIGINT, partial(signal_handler, a, b) )
print('My PID:', os.getpid())

signal.pause()

忽略信號(hào)

signal定義了忽略接收信號(hào)的方法。為了實(shí)現(xiàn)信號(hào)的處理,需要使用signal.signal() 將默認(rèn)的信號(hào)與signal.SIG_IGN 注冊(cè),即可忽略對(duì)應(yīng)的信號(hào)中斷,kill -9 不可忽略 。

import signal
import os
import time

def receiveSignal(signalNumber, frame):
    print('Received:', signalNumber)
    raise SystemExit('Exiting')
    return

if __name__ == '__main__':
    # register the signal to be caught
    signal.signal(signal.SIGUSR1, receiveSignal)

    # register the signal to be ignored
    signal.signal(signal.SIGINT, signal.SIG_IGN)

    # output current process id
    print('My PID is:', os.getpid())

    signal.pause()

常用的信號(hào)

import signal
import os
import time
import sys

def readConfiguration(signalNumber, frame):
    print ('(SIGHUP) reading configuration')
    return

def terminateProcess(signalNumber, frame):
    print ('(SIGTERM) terminating the process')
    sys.exit()

def receiveSignal(signalNumber, frame):
    print('Received:', signalNumber)
    return
 
    signal.signal(signal.SIGHUP, readConfiguration)
    signal.signal(signal.SIGINT, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGQUIT, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGILL, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGTRAP, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGABRT, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGBUS, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGFPE, receiveSignal)
    #signal.signal(signal.SIGKILL, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGUSR1, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGSEGV, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGUSR2, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGPIPE, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGALRM, receiveSignal)
    signal.signal(signal.SIGTERM, terminateProcess)

總結(jié)

到此這篇關(guān)于python中對(duì)信號(hào)處理的文章就介紹到這了,更多相關(guān)python信號(hào)處理內(nèi)容請(qǐng)搜索腳本之家以前的文章或繼續(xù)瀏覽下面的相關(guān)文章希望大家以后多多支持腳本之家!

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