18.8. 信号 — 为异步事件设置处理程序 — Python 文档

18.8. 信号 — 为异步事件设置处理程序

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该模块提供了在 Python 中使用信号处理程序的机制。

18.8.1. 通用规则

signal.signal() 函数允许定义在接收到信号时执行的自定义处理程序。 安装了少量默认处理程序：SIGPIPE 被忽略（因此管道和套接字上的写入错误可以报告为普通 Python 异常）并且 SIGINT 被翻译成 KeyboardInterrupt ] 例外。

一个特定信号的处理程序，一旦设置，将一直保持安装，直到它被显式重置（Python 模拟 BSD 风格的接口，而不管底层实现如何），除了 SIGCHLD 的处理程序，它遵循底层实现.

18.8.1.1. Python 信号处理程序的执行

Python 信号处理程序不会在低级 (C) 信号处理程序内执行。 相反，低级信号处理程序设置一个标志，告诉 虚拟机 在稍后执行相应的 Python 信号处理程序（例如在下一个 bytecode 指令）。 这有以下后果：

• 捕获由 C 代码中的无效操作引起的同步错误（如 SIGFPE 或 SIGSEGV）毫无意义。 Python 会从信号处理程序返回到 C 代码，这很可能再次引发相同的信号，导致 Python 明显挂起。 从 Python 3.3 开始，您可以使用 faulthandler 模块报告同步错误。
• 纯粹用 C 实现的长时间运行的计算（例如在大量文本上进行正则表达式匹配）可能会不间断地运行任意时间，而不管接收到任何信号。 计算完成后将调用 Python 信号处理程序。

18.8.1.2. 信号和线程

Python 信号处理程序始终在主 Python 线程中执行，即使信号是在另一个线程中接收到的。 这意味着信号不能用作线程间通信的手段。 您可以改用 threading 模块中的同步原语。

此外，只允许主线程设置新的信号处理程序。

18.8.2. 模块内容

3.5 版更改： 信号 (SIG*)、处理程序 (SIG_DFL、SIG_IGN) 和信号掩码 (SIG_BLOCK、SIG_UNBLOCK) , SIG_SETMASK) 相关的常量被转换成 枚举。 getsignal()、pthread_sigmask()、sigpending() 和 sigwait() 函数返回人类可读的 枚举 ]。

signal模块中定义的变量是：

signal.SIG_DFL

这是两个标准信号处理选项之一； 它将简单地执行信号的默认功能。 例如，在大多数系统上，SIGQUIT 的默认操作是转储核心并退出，而 SIGCHLD 的默认操作是简单地忽略它。

signal.SIG_IGN

这是另一个标准信号处理程序，它将简单地忽略给定的信号。

SIG*

所有信号编号均以符号方式定义。 例如，挂断信号定义为signal.SIGHUP； 变量名称与 C 程序中使用的名称相同，如 <signal.h> 中所示。 'signal()' 的 Unix 手册页列出了现有信号（在某些系统上，这是 signal(2)，在其他系统上，该列表在 signal(7) ）。 请注意，并非所有系统都定义相同的一组信号名称； 只有系统定义的那些名称才由该模块定义。

signal.CTRL_C_EVENT

Ctrl+C击键事件对应的信号。 此信号只能与 os.kill() 一起使用。

可用性：Windows。

3.2 版中的新功能。

signal.CTRL_BREAK_EVENT

Ctrl+Break击键事件对应的信号。 此信号只能与 os.kill() 一起使用。

可用性：Windows。

3.2 版中的新功能。

signal.NSIG

比最高信号数多一的数。

signal.ITIMER_REAL

实时递减间隔定时器，并在到期时交付SIGALRM。

signal.ITIMER_VIRTUAL

仅在进程执行时递减间隔计时器，并在到期时传递 SIGVTALRM。

signal.ITIMER_PROF

当进程执行时和系统代表进程执行时，都会减少间隔计时器。 与 ITIMER_VIRTUAL 结合使用，该计时器通常用于分析应用程序在用户和内核空间中花费的时间。 SIGPROF 在到期时交付。

signal.SIG_BLOCK

how 参数到 pthread_sigmask() 的可能值，指示要阻止信号。

3.3 版中的新功能。

signal.SIG_UNBLOCK

how 参数的可能值 pthread_sigmask() 指示信号将被解除阻塞。

3.3 版中的新功能。

signal.SIG_SETMASK

pthread_sigmask() 的 how 参数的可能值指示要替换信号掩码。

3.3 版中的新功能。

signal 模块定义了一个例外：

exception signal.ItimerError

引发来自底层 setitimer() 或 getitimer() 实现的错误信号。 如果将无效的间隔计时器或负时间传递给 setitimer()，则会出现此错误。 此错误是 OSError 的子类型。

3.3 版新功能：此错误曾经是 IOError 的子类型，现在是 OSError 的别名。

signal 模块定义了以下函数：

signal.alarm(time)

如果 time 非零，该函数请求在 time 秒内向进程发送 SIGALRM 信号。 任何先前安排的闹钟都会被取消（任何时候只能安排一个闹钟）。 返回的值是任何先前设置的警报被传递之前的秒数。 如果时间为零，则不安排闹钟，取消任何安排的闹钟。 如果返回值为零，则当前没有调度警报。 （请参阅 Unix 手册页 alarm(2)。）可用性：Unix。

signal.getsignal(signalnum)

返回信号 signalnum 的当前信号处理程序。 返回值可能是一个可调用的 Python 对象，也可能是特殊值 signal.SIG_IGN、signal.SIG_DFL 或 None 之一。 这里，signal.SIG_IGN 表示之前忽略了该信号，signal.SIG_DFL 表示之前使用了默认处理信号的方式，None 表示之前的信号处理程序不是从 Python 安装的。

signal.pause()

使进程休眠，直到收到信号； 然后将调用适当的处理程序。 什么都不返回。 不在 Windows 上。 （请参阅 Unix 手册页 signal(2)。）

另见 sigwait()、sigwaitinfo()、sigtimedwait() 和 sigpending()。

signal.pthread_kill(thread_id, signalnum)

将信号 signalnum 发送到线程 thread_id，这是与调用者在同一进程中的另一个线程。 目标线程可以执行任何代码（Python 与否）。 但是，如果目标线程正在执行 Python 解释器，则 Python 信号处理程序将由主线程 执行 。 因此，向特定 Python 线程发送信号的唯一目的是强制正在运行的系统调用失败并显示 InterruptedError。

使用 threading.get_ident() 或 threading.Thread 对象的 ident 属性为 thread_id 获取合适的值。

如果signalnum为0，则不发送信号，但仍进行错误检查； 这可用于检查目标线程是否仍在运行。

可用性：Unix（有关详细信息，请参阅手册页 pthread_kill(3)）。

另见 os.kill()。

3.3 版中的新功能。

signal.pthread_sigmask(how, mask)

获取和/或更改调用线程的信号掩码。 信号掩码是一组信号，其传递当前被调用者阻止。 将旧信号掩码作为一组信号返回。

调用的行为取决于 how 的值，如下所示。

• SIG_BLOCK：阻塞信号的集合是当前集合和 mask 参数的并集。

• SIG_UNBLOCK：mask 中的信号从当前的阻塞信号集中移除。 允许尝试解锁未被阻塞的信号。

• SIG_SETMASK：阻塞信号集设置为 mask 参数。

mask 是一组信号编号（例如 {signal.SIGINT，signal.SIGTERM}）。 将 range(1, signal.NSIG) 用于包含所有信号的完整掩码。

例如，signal.pthread_sigmask(signal.SIG_BLOCK, []) 读取调用线程的信号掩码。

可用性：Unix。 有关详细信息，请参阅手册页 sigprocmask(3) 和 pthread_sigmask(3)。

另见 pause()、sigpending() 和 sigwait()。

3.3 版中的新功能。

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

设置由 指定的给定间隔计时器（signal.ITIMER_REAL、signal.ITIMER_VIRTUAL 或 signal.ITIMER_PROF 之一）在 之后触发 X168X]seconds（接受浮点数，不同于 alarm()），之后每隔 interval 秒。 由指定的间隔计时器，其中可以通过将秒设置为零来清除。

当间隔计时器触发时，会向进程发送信号。 发送的信号取决于所使用的定时器； signal.ITIMER_REAL 将发送 SIGALRM，signal.ITIMER_VIRTUAL 发送 SIGVTALRM，而 signal.ITIMER_PROF9] 将发送 [X18X] 。

旧值作为元组返回：（延迟，间隔）。

尝试传递无效的间隔计时器将导致 ItimerError。 可用性：Unix。

signal.getitimer(which)

返回由 which 指定的给定间隔计时器的当前值。 可用性：Unix。

signal.set_wakeup_fd(fd)

将唤醒文件描述符设置为 fd。 当接收到信号时，信号编号作为单个字节写入 fd。 库可以使用它来唤醒轮询或选择调用，从而允许完全处理信号。

返回旧的唤醒 fd（如果未启用文件描述符唤醒，则返回 -1）。 如果 fd 为 -1，则禁用文件描述符唤醒。 如果不是 -1，则 fd 必须是非阻塞的。 在再次调用 poll 或 select 之前，库需要从 fd 中删除任何字节。

例如使用 struct.unpack('%uB' % len(data), data) 来解码信号编号列表。

启用线程时，该函数只能从主线程调用； 尝试从其他线程调用它会导致引发 ValueError 异常。

3.5 版更改： 在 Windows 上，该函数现在也支持套接字句柄。

signal.siginterrupt(signalnum, flag)

改变系统调用重启行为：如果flag为False，系统调用会在被信号signalnum中断时重启，否则系统调用会被中断。 什么都不返回。 可用性：Unix（有关详细信息，请参阅手册页 siginterrupt(3)）。

请注意，使用 signal() 安装信号处理程序将通过隐式调用 siginterrupt() 与给定信号的真实 标志 值将重启行为重置为可中断。

signal.signal(signalnum, handler)

将信号 signalnum 的处理程序设置为函数 handler。 handler 可以是带有两个参数的可调用 Python 对象（见下文），或特殊值 signal.SIG_IGN 或 signal.SIG_DFL 之一。 将返回之前的信号处理程序（参见上面 getsignal() 的描述）。 （请参阅 Unix 手册页 signal(2)。）

启用线程时，该函数只能从主线程调用； 尝试从其他线程调用它会导致引发 ValueError 异常。

调用 handler 有两个参数：信号编号和当前堆栈帧（None 或帧对象；有关帧对象的说明，请参阅类型中的 说明hierarchy 或查看 inspect 模块中的属性描述）。

在 Windows 上，signal() 只能用 SIGABRT、SIGFPE、SIGILL、SIGINT、SIGSEGV调用]、SIGTERM 或 SIGBREAK。 在任何其他情况下都会引发 ValueError。 请注意，并非所有系统都定义相同的一组信号名称； 如果信号名称未定义为 SIG* 模块级常量，则会引发 AttributeError。

signal.sigpending()

检查等待传递给调用线程的信号集（即，在阻塞时已引发的信号）。 返回待处理信号的集合。

可用性：Unix（有关详细信息，请参阅手册页 sigpending(2)）。

另见 pause()、pthread_sigmask() 和 sigwait()。

3.3 版中的新功能。

signal.sigwait(sigset)

暂停调用线程的执行，直到信号集 sigset 中指定的信号之一被传递。 该函数接受信号（将其从待处理的信号列表中删除），并返回信号编号。

可用性：Unix（有关详细信息，请参阅手册页 sigwait(3)）。

另见 pause()、pthread_sigmask()、sigpending()、sigwaitinfo() 和 sigtimedwait() ]。

3.3 版中的新功能。

signal.sigwaitinfo(sigset)

暂停调用线程的执行，直到信号集 sigset 中指定的信号之一被传递。 该函数接受信号并将其从待处理的信号列表中删除。 如果 sigset 中的信号之一已经等待调用线程，该函数将立即返回有关该信号的信息。 不会为传递的信号调用信号处理程序。 如果该函数被不在 sigset 中的信号中断，则会引发 InterruptedError。

返回值是一个代表siginfo_t结构体中包含的数据的对象，即：si_signo、si_code、si_errno、si_pid、 si_uid、si_status、si_band。

可用性：Unix（有关详细信息，请参阅手册页 sigwaitinfo(2)）。

另见 pause()、sigwait() 和 sigtimedwait()。

3.3 版中的新功能。

3.5 版更改： 现在，如果被不在 sigset 中的信号中断，该函数将重试，并且信号处理程序不会引发异常（请参阅 PEP 475 的基本原理）。

signal.sigtimedwait(sigset, timeout)

类似于 sigwaitinfo()，但需要一个额外的 timeout 参数来指定超时。 如果 timeout 指定为 0，则执行轮询。 如果发生超时，则返回 None。

可用性：Unix（有关详细信息，请参阅手册页 sigtimedwait(2)）。

另见 pause()、sigwait() 和 sigwaitinfo()。

3.3 版中的新功能。

在 3.5 版中更改：如果被不在 sigset 中的信号中断并且信号处理程序不会引发异常（参见 PEP 475 了解基本原理）。

18.8.3. 例子

这是一个最小的示例程序。 它使用 alarm() 函数来限制等待打开文件所花费的时间； 如果文件用于可能未打开的串行设备，则这很有用，这通常会导致 os.open() 无限期挂起。 解决办法是在打开文件前设置5秒闹钟； 如果操作时间过长，将发送警报信号，处理程序引发异常。

import signal, os

def handler(signum, frame):
    print('Signal handler called with signal', signum)
    raise OSError("Couldn't open device!")

# Set the signal handler and a 5-second alarm
signal.signal(signal.SIGALRM, handler)
signal.alarm(5)

# This open() may hang indefinitely
fd = os.open('/dev/ttyS0', os.O_RDWR)

signal.alarm(0)          # Disable the alarm