python进程间通信--信号Signal

信号signal 是python进程间通信多种机制中的其中一种机制。可以对操作系统进程的控制，当进程中发生某种原因而中断时，可以异步处理这个异常。

信号通过注册的方式‘挂’在一个进程中，并且不会阻塞该进程的运行。一个进程一旦接收到其他进程（可能是应用中的其他进程，也可能使操作系统中的进程）发送的信号就会打断原来的程序执行流程来处理这个信号。

名词理解：

异步: 程序在执行中利用内核功能帮助完成必要的辅助操作,不影响应用层持续执行

注意: 这里的同步和异步机制是相对多进程而言的。

在多个进程中通信的机制中，只有singal是异步执行的，另外python进程间通信的机制还有pipe(管道)，queue(队列)，value(共享空间)等等。

signal可以用在什么地方？

siganl的应用:

1. 故障定位技术(进程的底层故障，例如进程突然中断和一些可能性较小的故障)

2. 对进程的流程控制

（1）os.kill(pid,sig)

发送一个信号给某个进程

参数解析：

pid 指定发送信号的进程号

sig 要发送的信号代号(需要通过signal模块获取)

(2)signal.alarm(sec) 非阻塞函数

设置时钟信号,在一定时间后给自身发送一个SIGALRM信号

原理: 时钟的创建是进程交由操作系统内核(kernal)帮助创建的

时钟和进程之间是异步执行的，当时钟到时,内核会发送信号给进程，进程接收信号进行相应的响应操作。

注意：如果设置多个时钟，后面的时钟会覆盖前面的时钟,一个进程只有一个挂起的时钟。

(3)signal.pause()

阻塞进程,等待一个信号.当接收到信号时就会停止阻塞

例如:等待signal()函数的发送

（4）signal.signal(sig,handler)

这是信号中最关键的一个方法，用于声明一个信号。当进程运行过程中出现故障异常或者需要进程间通信时，由操作系统内核中的进程或者应用中的进程发出处理信号，通知注册了信号的进程进行处理。

signal.signal(sig,handler)

参数理解：

sig 要处理的信号名称

handler 信号处理方法

可选值: SIG_DFL 表示默认方法处理

SIG_IGN 表示忽略这个信号(一般为了避免父进程和子进程的互相干扰而使用)

handler 自定义回调函数

自定义回调函数handler:

这个是当用于在进程捕捉到其他进程发送的信号时调用的函数，当此函数返回时，进程继续继续按原来的逻辑顺序执行。此函数在定义时python普通函数的定义没有区别。函数名不一定是handler，但作为作为参数传入signal()方法的参数名一定是与定义handler函数的函数相同。

def handler(signum,frame)：

do something…

1）sig ：接收到的信号编号，signal模块内部定义了一些常用的内核信号，并为它们进行了编号。

例如：

windows操作系统下

SIGNALINT编号为2

>>>signal.SIGINT

SIGBREAK编号为21

>>>signal.SIGBREAK

注意：windows操作系统没有SIGUSR1和SIGUSR2这两个型号类型，linux操作系统才有。

2）frame：信号结构对象(可以通过结构对象查看信号信息,基本不用)

signal函数实际上是一个异步的回调函数,只要执行了该函数,则进程任意时候接收到相应信号都会处理。这里的异步就是上文提到的异步机制，是计算机内核程序与本进程间同时运行，互相不干扰的一种机制，对于进程的正常执行有着关键的作用。这种异步机制在任何后端编程语言中都是存在的，只不过实现的方式和细节不一样而已。

singnal怎么用？

一般信号signal是在需要检测异常的程序的开头就定义好了，程序顺序向下运行时，一旦捕获到操作系统发出的signal或者其他进程发出的signal，马上就会停止当前的程序运行状态，去处理捕获到的signal。

<span style="color: #008000">#<span style="color: #008000">注册信号处理程序
<span style="color: #000000">signal.signal(signal.SIGUSR1,handle_signal)
signal.signal(signal.SIGUSR2,handle_signal)

<span style="color: #0000ff">print(<span style="color: #800000">"<span style="color: #800000">The process's PID is:<span style="color: #800000">"<span style="color: #000000">,os.getpid())

<span style="color: #0000ff">while<span style="color: #000000"> True:
<span style="color: #0000ff">print(<span style="color: #800000">'<span style="color: #800000">Waiting...<span style="color: #800000">'<span style="color: #000000">)
<span style="color: #0000ff">print<span style="color: #000000">(time.ctime())
time.sleep(2)

结果：

<span style="color: #0000ff">def<span style="color: #000000"> handle_signal(signum,signum)

<span style="color: #0000ff">def<span style="color: #000000"> handle_interrupt(signum,frame):
<span style="color: #0000ff">print(<span style="color: #800000">'<span style="color: #800000">Receive keyboard interrupt<span style="color: #800000">'<span style="color: #000000">)
sys.exit(0) <span style="color: #008000">#<span style="color: #008000">退出进程

<span style="color: #008000">#<span style="color: #008000">注册信号处理程序
<span style="color: #000000">signal.signal(signal.SIGINT,handle_interrupt)
signal.signal(signal.SIGUSR1,handle_signal)

<span style="color: #0000ff">while<span style="color: #000000"> True:
<span style="color: #0000ff">print(<span style="color: #800000">'<span style="color: #800000">Waiting...<span style="color: #800000">'<span style="color: #000000">)
<span style="color: #0000ff">print<span style="color: #000000">(time.ctime())
time.sleep(2)

终端输入：

>>> os.kill(7625,signal.SIGINT)

会退出进程

如果注册函数改为

signal.signal(signal.SIGINT,signal.SIG_IGN)

则会忽略终端发出的SIGINT

<span style="color: #0000ff">while<span style="color: #000000"> True:
<span style="color: #0000ff">print<span style="color: #000000">(time.ctime())
time.sleep(1)

结果：

附录：

windows下的sig信号类型

>>> dir(signal)

['CTRL_BREAK_EVENT','CTRL_C_EVENT','Handlers','NSIG','SIGABRT','SIGBREAK','SIGFPE','SIGILL','SIGINT','SIGSEGV','SIGTERM','SIG_DFL','SIG_IGN','Signals','_IntEnum','__builtins__','__cached__','__doc__','__file__','__loader__','__name__','__package__','__spec__','_enum_to_int','_int_to_enum','_signal','default_int_handler','getsignal','set_wakeup_fd','signal']

linux下的sig信号类型

>>> dir(signal)

['ITIMER_PROF','ITIMER_REAL','ITIMER_VIRTUAL','ItimerError','SIGALRM','SIGBUS','SIGCHLD','SIGCLD','SIGCONT','SIGHUP','SIGIO','SIGIOT','SIGKILL','SIGPIPE','SIGPOLL','SIGPROF','SIGPWR','SIGQUIT','SIGRTMAX','SIGRTMIN','SIGSTOP','SIGSYS','SIGTRAP','SIGTSTP','SIGTTIN','SIGTTOU','SIGURG','SIGUSR1','SIGUSR2','SIGVTALRM','SIGWINCH','SIGXCPU','SIGXFSZ','alarm','getitimer','pause','setitimer','siginterrupt','signal']

常用信号类型解析

SIGHUP 断开连接

SIGINT ctrl-C

SIGUIT ctrl-

SIGTSTP ctrl-z

SIGKILL 终止进程且不能被处理

SIGSTOP 暂停进程且不能被处理

SIGALRM 时钟进程

SIGCHLD 子进程状态改变发送给父进程信息号(但一般父进程不会处理)

参考文章：

https://www.cnblogs.com/xautxuqiang/p/5339602.html

https://www.cnblogs.com/madsnotes/articles/5688681.html

（编辑：阜阳站长网）

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