python之signal操作

素颜马尾好姑娘i 2022-05-22 00:57 210阅读 0赞

1 信号的意义

在linux系统中信号是与进程通信的一种手段。假设没有信号，linux中的进程一旦运行起来将不再受控，这种局面对于进程的管理来说是一种灾难。kill、ctrl+c等操作本质上就是我们向linux发出的信号，进程接收到信号后根据相应的策略做出反馈。

2 信号的来源

A）通过终端（组合键）产生信号

最典型的ctrl+c终止当前进程

B）硬件异常产生信号

例如进程运行中内存的寻址出现异常，就会发出信号。

C）显式的调用linux命令产生信号

最典型的kill命令，通过linux命令发出信号干预进程运行

D）软件代码发送信号

Java本地方法、Python signal类包等，通过程序发出信号。

3 有哪些信号

执行命令$kill -l可以看到信号列表

![20180611233254884][]

可以看到有62种信号，32、33轮空；1-31号为不可靠信号，是linux自带的与进程通信的信号；34-64是可靠信号，是为了弥补linux不可靠信号太少而扩展的。不可靠信号多次发出最终只响应1次；而可靠信号每次都有响应。

执行命令$man 7 signal可以更详细的查看每一种信号的意义：

![20180611233605861][]

例如我们前面说过的ctrl+c，对应的是2号sigint；kill对应的是9号sigkill；内存错误对应的11号sigsegv。

4 进程会如何处理这些信号

并不是每种信号进程都要给出反馈的，进程对待信号会有3种策略：

A）忽略此信号

好理解，就是假装没看见，不鸟它。

B）执行默认动作

例如终止进程等

C）提供一个信号处理函数，要求内核执行该函数

通过某种形式在发送信号时同时给定处理信号的函数，相当于回调函数

5 python对信号的支持

Python对信号的操作在importsignal这个包里，有了前面知识的积累，我们很好理解signal包调用的侧重点：哪种信号？如何处理？如何发送？

A）哪种信号？

Linux的62种信号，signal包已经都搬到python中来了，需要开发人员自己选择一种

B）如何处理？

Signal默认提供了Ignal和Default2种策略，同时支持开发人员自定义回调函数

C）如何发送？

Signal对信号的发送做了简易的封装，例如alarm()函数发起sigalrm信号

6 案例，做一个timeout的自定义annotation：

import signal
    
    def timeout(seconds=10, error_message="connect to server timeout"):
        def decorator(func):
            def _handle_timeout(signum, frame):
                raise TimeoutError(error_message)
    
            def wrapper(*args, **kwargs):
                signal.signal(signal.SIGALRM, _handle_timeout)
                signal.alarm(seconds)
                try:
                    result = func(*args, **kwargs)
                finally:
                    signal.alarm(0)
                return result
    
            return wraps(func)(wrapper)
    
        return decorator

先定制了一个回调函数decorator，超时后直接抛异常；

然后通过signal.signal()方法决定了信号种类和处理方式，第一个参数可以替换成62种信号的其中一种，第二个参数还可以传入SIG\_DFL或SIG\_IGN；

最后通过signal.alarm()函数发起信号。

这样我就自己开发了一个超时处理机制。

@timeout(1200)
    def ready_host(**not_connected):
        while True:
            if not any(not_connected):
                break
            for h in not_connected.keys():
                if check_port_is_open(h):
                    del not_connected[h]
    
        return True

这是个批量验证网络连接的函数，not\_connected是个集合存放着需要做尝试的所有远程机器，我通过@timeout(1200)的方式设定等待20分钟后如果测试还没有全部通过就抛出异常。

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