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Python】简单聊进程间异步通信之signal模块

Linux

信号是Unix系统中常见的一种进程间通信方式（IPC），例如我们经常操作的 kill -9 pid 这里的 -9对应的就是 SIGKILL 信号, 9就是这个信号的编号，SIGKILL是它的名称。由于不同版本的 *nux 的实现会有差异，具体请参照系统API，我这里是OSX，可以使用 man signal查看所有信号的定义。这里简单的学习下Python标准库中信号处理的模块 signal模块.

信号是啥？

由于signal是系统编程的接口，那么咱们来看看他的概念。

信号(signal)是Linux进程间通信的一种机制，全称为软中断信号，也被称为软中断。信号本质上是在软件层次上对硬件中断机制的一种模拟。

再来看看常用的场景

与其他进程间通信方式（例如管道、共享内存等）相比，信号所能传递的信息比较粗糙，只是一个整数。但正是由于传递的信息量少，信号也便于管理和使用，可以用于系统管理相关的任务，例如通知进程终结、中止或者恢复等。每种信号用一个整型常量宏表示，以SIG开头，比如SIGCHLD、SIGINT等，它们在系统头文件中定义。

更具体的介绍和详细的机制原理，请参考《Unix环境高级编程》等书籍。

自己的理解就是：可以给一个正在运行的进程发送不同的信号，然后进程就能立即收到这个通知，并且做出响应的行为。

常用的几个信号

编号	名称	作用
1	SIGHUP	终端挂起或者终止进程。默认动作为终止进程
2	SIGINT	键盘中断 `<ctrl+c>` 经常会用到。默认动作为终止进程
3	SIGQUIT	键盘退出键被按下。一般用来响应 `<ctrl+d>`。默认动作终止进程
9	SIGKILL	强制退出。 shell中经常使用
14	SIGALRM	定时器超时，默认为终止进程
15	SIGTERM	程序结束信号，程序一般会清理完状态在退出，我们一般说的优雅的退出

signal模块

在文档的开头，讲述了Python signal对于系统的封装和一些使用常识, 使用之前应当认真阅读一下。

常用的API

signal.signal(signalnum, handler) 针对不同的信号需要定义对应的处理函数，当运行中的程序接受到对应的信号时候，会调用对应的handler。 handler函数应当有2个参数，一个是 signalnum, 另一是 stack frame(None 或者是 frame对象)

例如写一个小程序，来处理 ctrl+c事件和 SIGHUP，也就是1和2信号。

 #coding:utf-8
#orangleliu py2.7
#recv_signal.py
import signal
import time
import sys
import os
def handle_int(sig, frame):
    print "get signal: %s, I will quit"%sig
    sys.exit(0)
def handle_hup(sig, frame):
    print "get signal: %s"%sig
if __name__ == "__main__":
    signal.signal(2, handle_int)
    signal.signal(1, handle_hup)
    print "My pid is %s"%os.getpid()
    while True:
        time.sleep(3)

我们来测试下，首先启动程序（根据打印的pid），在另外的窗口输入 kill -1 21838 和 kill -HUP 21838, 最后使用 ctrl+c关闭程序。程序的输出如下：

 # python recv_signal.py
My pid is 21838
get signal: 1
get signal: 1
^Cget signal: 2, I will quit

signal.getsignal(signalnum) 根据signalnum返回信号对应的handler，可能是一个可以调用的Python对象，或者是 signal.SIG_IGN（表示被忽略）, signal.SIG_DFL（默认行为已经被使用）或 None（Python的handler还没被定义）。

获取signal中定义的信号num和名称，还有它的handler是什么

 #coding:utf-8
#orangleliu py2.7
#getsignal_handler.py
import signal
def handle_hup(sig, frame):
    print "get signal: %s"%sig
signal.signal(1, handle_hup)
if __name__ == "__main__":
    ign = signal.SIG_IGN
    dfl = signal.SIG_DFL
    print "SIG_IGN", ign
    print "SIG_DFL", dfl
    print "*"*40
    for name in dir(signal):
        if name[:3] == "SIG" and name[3] != "_":
            signum = getattr(signal, name)
            gsig = signal.getsignal(signum)
            print name, signum, gsig

运行的结果：可以看到大部分信号都是都有默认的行为。

 SIG_IGN 1
SIG_DFL 0
****************************************
SIGABRT 6 0
SIGALRM 14 0
SIGBUS 10 0
SIGCHLD 20 0
SIGCONT 19 0
SIGEMT 7 0
SIGFPE 8 0
SIGHUP 1 <function handle_hup at 0x109371c80>
SIGILL 4 0
SIGINFO 29 0
SIGINT 2 <built-in function default_int_handler>
SIGIO 23 0
SIGIOT 6 0
SIGKILL 9 None
SIGPIPE 13 1
SIGPROF 27 0
SIGQUIT 3 0
SIGSEGV 11 0
SIGSTOP 17 None
SIGSYS 12 0
SIGTERM 15 0
SIGTRAP 5 0
SIGTSTP 18 0
SIGTTIN 21 0
SIGTTOU 22 0
SIGURG 16 0
SIGUSR1 30 0
SIGUSR2 31 0
SIGVTALRM 26 0
SIGWINCH 28 0
SIGXCPU 24 0
SIGXFSZ 25 1