python 信号量

    最近有一个需求，在python程序被关闭之前加一个钩子做一些清理工作。上网搜索了一下，发现atexit模块只能在程序正常结束才能触发，但如果程序被kill掉之后却不会被触发。后来研究了一下可以通过信号量来处理，python 提供了signal模块。

 

信号的概念

信号（signal）--     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。

几个常用信号:

SIGINT     终止进程  中断进程  (control+c)

SIGQUIT   退出进程

SIGTERM   终止进程     软件终止信号  (默认信号)

SIGKILL   终止进程     杀死进程

SIGALRM 闹钟信号

当直接写kill PID，默认是SIGTERM

 

进程结束信号 SIGTERM和SIGKILL的区别

SIGTERM比较友好，进程能捕捉这个信号，根据您的需要来关闭程序。在关闭程序之前，您可以结束打开的记录文件和完成正在做的任务。在某些情况下，假如进程正在进行作业而且不能中断，那么进程可以忽略这个SIGTERM信号。

对于SIGKILL信号，进程是不能忽略的。这是一个 “我不管您在做什么,立刻停止”的信号。假如您发送SIGKILL信号给进程，Linux就将进程停止在那里。

 

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

 

linux操作系统提供的信号

[100003@oss235 myppt]$ kill -l

 1) SIGHUP       2) SIGINT       3) SIGQUIT      4) SIGILL

 5) SIGTRAP      6) SIGABRT      7) SIGBUS       8) SIGFPE

 9) SIGKILL     10) SIGUSR1     11) SIGSEGV     12) SIGUSR2

13) SIGPIPE     14) SIGALRM     15) SIGTERM     16) SIGSTKFLT

17) SIGCHLD     18) SIGCONT     19) SIGSTOP     20) SIGTSTP

21) SIGTTIN     22) SIGTTOU     23) SIGURG      24) SIGXCPU

25) SIGXFSZ     26) SIGVTALRM   27) SIGPROF     28) SIGWINCH

29) SIGIO       30) SIGPWR      31) SIGSYS      34) SIGRTMIN

35) SIGRTMIN+1  36) SIGRTMIN+2  37) SIGRTMIN+3  38) SIGRTMIN+4

39) SIGRTMIN+5  40) SIGRTMIN+6  41) SIGRTMIN+7  42) SIGRTMIN+8

43) SIGRTMIN+9  44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12

47) SIGRTMIN+13 48) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14

51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-12 53) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10

55) SIGRTMAX-9  56) SIGRTMAX-8  57) SIGRTMAX-7  58) SIGRTMAX-6

59) SIGRTMAX-5  60) SIGRTMAX-4  61) SIGRTMAX-3  62) SIGRTMAX-2

63) SIGRTMAX-1  64) SIGRTMAX

Python提供的信号

Python 2.4.3 (#1, Jun 11 2009, 14:09:58)

[GCC 4.1.2 20080704 (Red Hat 4.1.2-44)] on linux2

Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.

>>> import signal

>>> dir(signal)

['NSIG', 'SIGABRT', 'SIGALRM', 'SIGBUS', 'SIGCHLD', 'SIGCLD', 'SIGCONT', 'SIGFPE', 'SIGHUP', 'SIGILL', 'SIGINT', 'SIGIO', 'SIGIOT', 'SIGKILL', 'SIGPIPE', 'SIGPOLL', 'SIGPROF', 'SIGPWR', 'SIGQUIT', 'SIGRTMAX', 'SIGRTMIN', 'SIGSEGV', 'SIGSTOP', 'SIGSYS', 'SIGTERM', 'SIGTRAP', 'SIGTSTP', 'SIGTTIN', 'SIGTTOU', 'SIGURG', 'SIGUSR1', 'SIGUSR2', 'SIGVTALRM', 'SIGWINCH', 'SIGXCPU', 'SIGXFSZ', 'SIG_DFL', 'SIG_IGN', '__doc__', '__name__', 'alarm', 'default_int_handler', 'getsignal', 'pause', 'signal']

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

 

 

绑定信号处理函数

 

#!/usr/bin/env python

import atexit
from signal import signal, SIGTERM

def test():
        print 'exit........'
atexit.register(test)
signal(SIGTERM, lambda signum, stack_frame: exit(1))

while True:
        pass

 

运行该程序。然后通过另外一个进程来发送信号。

发送信号

发送信号的代码如下：

import os  
import signal  
   
#发送信号，16175是前面那个绑定信号处理函数的pid，需要自行修改  
os.kill(16175,signal.SIGTERM)  
#发送信号，16175是前面那个绑定信号处理函数的pid，需要自行修改  
os.kill(16175,signal.SIGUSR1) 

 

SIGKILL信号

python提供了SIGKILL这个常量，但是无法使用，尝试运行这面代码报错：

signal.signal(signal.SIGKILL,test)：

 

File "test_atexit.py", line 13, in <module>
    signal.signal(signal.SIGKILL,test)
RuntimeError: (22, 'Invalid argument')

So... Python自己并不检查SIGKILL，而是直接把底层标准C的运行时错误返回。
SIGKILL无法捕捉，而且无法忽略。

 

SIGCHLD信号

然后显示一个子进程结束后自动向父进程发送SIGCHLD信号的例子。

 

''''' 
子进程结束会向父进程发送SIGCHLD信号 
'''  
import os  
import signal  
from time import sleep  
   
def onsigchld(a,b):  
    print '收到子进程结束信号'  
signal.signal(signal.SIGCHLD,onsigchld)  
   
pid = os.fork()  
if pid == 0:  
   print '我是子进程,pid是',os.getpid()  
   sleep(2)  
else:  
    print '我是父进程,pid是',os.getpid()  
    os.wait()  #等待子进程结束  

 

使用信号需要特别注意的地方

如果一个进程收到一个SIGUSR1信号，然后执行信号绑定函数，第二个SIGUSR2信号又来了，第一个信号没有被处理完毕的话，第二个信号就会丢弃。所以，尽量不要在多线程中使用信号。

 

Alarms信号

Alarms 是一个特殊信号类型，它可以让程序要求系统经过一段时间对自己发送通知。os 标准模块中指出，它可用于避免无限制阻塞 I/O 操作或其它系统调用。

像下面例子，原本程序睡眠 10 后才打印出　print 'After :', time.ctime()，但是由于 signal.alarm(2)，所以 2 秒后就执行了打印。

 

import signal
import time

def receive_alarm(signum, stack):
    print 'Alarm :', time.ctime()

# Call receive_alarm in 2 seconds
signal.signal(signal.SIGALRM, receive_alarm)
signal.alarm(2)

print 'Before:', time.ctime()
time.sleep(10)
print 'After :', time.ctime()

 

参考：

http://blog.csdn.net/liangguohuan/article/details/7099978

http://guozhiwei.iteye.com/blog/939008

http://code.activestate.com/recipes/533117-cleaning-up-when-killed/