Python模塊之信號（signal）

　　在了解了Linux的信號基礎之 后，Python標准庫中的signal包就很容易學習和理解。signal包負責在Python程序內部處理信號，典型的操作包括預設信號處理函數，暫 停並等待信號，以及定時發出SIGALRM等。要注意，signal包主要是針對UNIX平台(比如Linux, MAC OS)，而Windows內核中由於對信號機制的支持不充分，所以在Windows上的Python不能發揮信號系統的功能。

　　信號（signal）-- 進程之間通訊的方式，是一種軟件中斷。一個進程一旦接收到信號就會打斷原來的程序執行流程來處理信號。

定義信號名

signal包定義了各個信號名及其對應的整數，比如：

import signal
print(signal.SIGABRT)
print(signal.SIG_DFL) 

Python所用的信號名與Linux一致，可以通過$ man 7 signal 查詢

預設信號處理函數

signal包的核心是使用signal.signal()函數來預設(register)信號處理函數，如下所示：

singnal.signal(signalnum, handler)

signalnum為某個信號，handler為該信號的處理函數。我們在信號基礎里提到，進程可以無視信號，可以采取默認操作，還可以自定義操作。當handler為signal.SIG_IGN時，信號被無視(ignore)。當handler為singal.SIG_DFL，進程采取默認操作(default)。當handler為一個函數名時，進程采取函數中定義的操作。

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')
# 有問題待測試

　　在主程序中，我們首先使用signal.signal()函數來預設信號處理函數。然后我們執行signal.pause()來讓該進程暫停以等待信號， 以等待信號。當信號SIGUSR1被傳遞給該進程時，進程從暫停中恢復，並根據預設，執行SIGTSTP的信號處理函數myHandler()。 myHandler的兩個參數一個用來識別信號(signum)，另一個用來獲得信號發生時，進程棧的狀況(stack frame)。這兩個參數都是由signal.singnal()函數來傳遞的。

上面的程序可以保存在一個文件中(比如test.py)。我們使用如下方法運行:

$python test.py

以便讓進程運行。當程序運行到signal.pause()的時候，進程暫停並等待信號。此時，通過按下CTRL+Z向該進程發送SIGTSTP信號。我們可以看到，進程執行了myHandle()函數, 隨后返回主程序，繼續執行。(當然，也可以用$ps查詢process ID, 再使用$kill來發出信號。)

(進程並不一定要使用signal.pause()暫停以等待信號，它也可以在進行工作中接受信號，比如將上面的signal.pause()改為一個需要長時間工作的循環。)

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

定時發出SIGALRM信號

一個有用的函數是signal.alarm()，它被用於在一定時間之后，向進程自身發送SIGALRM信號:

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')

　　我們這里用了一個無限循環以便讓進程持續運行。在signal.alarm()執行5秒之后，進程將向自己發出SIGALRM信號，隨后，信號處理函數myHandler開始執行。

發送信號

signal包的核心是設置信號處理函數。除了signal.alarm()向自身發送信號之外，並沒有其他發送信號的功能。但在os包中，有類似於linux的kill命令的函數，分別為

os.kill(pid, sid)

os.killpg(pgid, sid)

分別向進程和進程組(見Linux進程關系)發送信號。sid為信號所對應的整數或者singal.SIG*。

 

實際上signal, pause，kill和alarm都是Linux應用編程中常見的C庫函數，在這里，我們只不過是用Python語言來實現了一下。實際上，Python 的解釋器是使用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，信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()