Python之signal模块详解

信号：进程之间通讯的方式，是一种软件中断。一个进程一旦接收到信号就会打断原来的程序执行流程来处理信号。操作系统规定了进程收到信号以后的默认行为，但是，我们可以通过绑定信号处理函数来修改进程收到信号以后的行为，有两个信号是不可更改的SIGTOP和SIGKILL。

发送信号一般有两种原因:
1(被动式) 内核检测到一个系统事件.例如子进程退出会像父进程发送SIGCHLD信号.键盘按下control+c会发送SIGINT信号
2(主动式) 通过系统调用kill来向指定进程发送信号

接收信号的进程对不同的信号有三种处理方法:

1. 指定处理函数
2. 忽略
3. 根据系统默认值处理, 大部分信号的默认处理是终止进程

设置信号处理函数

signal.signal(signum, handler) 

功能：按照handler制定的信号处理方案处理函数

参数：

signum：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

自定义函数：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

关于该方法有两个注意点：

1）该方法是有返回值的，其将返回之前原有的信号处理函数；

2）该方法仅能在主线程中注册信号处理器，若在子线程中注册，将引发ValueError异常。

handle的基本定义格式如下：

def handle(signum,frame):
    pass

其中signum为待注册的信号量，frame为当前程序运行堆栈frame

计时器alarm

在C语言中有个setitimer函数，函数setitimer可以提供三种定时器，它们相互独立，任意一个定时完成都将发送定时信号到进程，并且自动重新计时。参数which确定了定时器的类型：

1. ITIMER_REAL 定时真实时间，与alarm类型相同。 SIGALRM
2. ITIMER_VIRT 定时进程在用户态下的实际执行时间。 SIGVTALRM
3. ITIMER_PROF 定时进程在用户态和核心态下的实际执行时间。 SIGPROF

这三种定时器定时完成时给进程发送的信号各不相同，其中ITIMER_REAL类定时器发送SIGALRM信号，ITIMER_VIRT类定时器发送SIGVTALRM信号，ITIMER_REAL类定时器发送SIGPROF信号。

函数alarm本质上设置的是低精确、非重载的ITIMER_REAL类定时器，它只能精确到秒，并且每次设置只能产生一次定时。函数setitimer设置的定时器则不同，它们不但可以计时到微妙（理论上），还能自动循环定时。在一个Unix进程中，不能同时使用alarm和ITIMER_REAL类定时器

signal.alarm(time)

调用后过time秒发出一个ALRM信号

若注册了SIGALRM信号的处理函数，则相关handle会被调用。当time为0时，取消注册ALRM信号处理函数。

getsignal函数

signal.getsignal(signalnum)

返回目前程序注册signalnum信号量的处理函数

返回值可能是Python函数，signal.SIG_DFL，signal.SIG_IGN或None。

pause函数

signal.alarm(time)

使程序进入睡眠，直到程序接收到某个信号量

setitimer函数

signal.setitimer(which, seconds[, interval])

设置一个时间计时器，在经过seconds时间后触发which（signal.ITIMER_REAL, signal.ITIMER_VIRTUAL or signal.ITIMER_PROF），并且以后每隔interval时间进行轮训。interval设置为0表示清除which。

getitimer函数

signal.getitimer(which)

返回一个当前which指定的interval时间。

set_wakeup_fd函数

signal.set_wakeup_fd(fd)
设置唤醒一个fd，当收到相关信号后

siginterrupt函数

signal.siginterrupt(signalnum, flag)

改变默认的系统调用行为，如果flag设置为False，当收到中断信号后，系统调用会被重新启动。

如何发送信号

1）如果在命令行中，可以用kill命令向对应进程发送信号，或者使用快捷键（如「CTRL-C」，Python程序会收到SIGINT信号），具体可参考上篇博客。

2）如果在Python程序中，则可借助Python的os模块：

os.kill(pid, signal)：向进程号pid对应进程发送signal信号量

而进程号的获取，则可以借助下面两个方法：

os.getpid()：获取程序的进程ID

os.getppid()：获取程序的父进程ID

异常

signal.ItimerError
获取在执行setitimer()和getitimer()时的异常错误。