Python signal发送自定义信号|极客教程

Python signal发送自定义信号

在Python中，信号(signal)是一种在操作系统中处理进程间通讯的机制。当某个特定事件发生时，操作系统会向进程发送相应的信号，进程收到信号后会执行预先定义的处理函数。Python标准库中的signal模块允许Python程序捕获和处理来自操作系统的信号，同时也允许程序发送自定义信号。

什么是信号

信号是一个软件中断，它通知进程发生了某个事件。在Linux系统中，可以使用kill -l命令查看系统支持的所有信号，如SIGKILL、SIGSTOP、SIGTERM等。在Python中，信号可以使用signal模块来处理。

发送自定义信号

在Python中，可以使用os.kill函数发送自定义信号。下面是一个简单的示例：

import os
import signal

pid = os.getpid()
os.kill(pid, signal.SIGUSR1)
print("Custom signal sent.")

上面的代码中，通过os.kill函数向当前进程发送SIGUSR1信号。我们可以通过下面的代码来捕获并处理这个信号：

import os
import signal
import time

def handler(signum, frame):
    print(f"Received signal {signum}")

signal.signal(signal.SIGUSR1, handler)

print("Waiting for custom signal...")
while True:
    time.sleep(1)

以上代码中，我们定义了一个名为handler的信号处理函数，当收到SIGUSR1信号时会调用该函数。接着我们使用signal.signal函数将信号SIGUSR1与处理函数关联起来。最后，程序进入一个无限循环，等待信号的到来。

当运行第一个脚本发送了自定义信号后，运行第二个脚本就会打印出类似如下的信息：

Waiting for custom signal...
Received signal 10
Received signal 10
Received signal 10
...

这表明我们成功发送了自定义信号，并实现了信号的捕获和处理。

发送自定义信号给指定进程

除了发送自定义信号给当前进程外，还可以发送自定义信号给其他进程。我们可以通过指定其他进程的进程号（PID）来发送信号。

下面是一个示例，我们先创建一个子进程，然后在父进程中向子进程发送自定义信号：

import os
import signal
import time

def child():
    print(f"Child process PID: {os.getpid()}")
    while True:
        time.sleep(1)

pid = os.fork()

if pid == 0:
    child()
else:
    os.kill(pid, signal.SIGUSR1)
    print("Custom signal sent to child process.")

这段代码首先创建了一个子进程，然后在父进程中向子进程发送SIGUSR1信号。当运行代码时，可以看到类似如下的输出：

Child process PID: 1234
Custom signal sent to child process.

这表明父进程成功发送了自定义信号给子进程。

发送信号至指定线程

在多线程的程序中，我们有时也希望向指定的线程发送信号。但是由于Python解释器的GIL（全局解释器锁）限制，Python标准库并不提供直接发送信号给指定线程的接口。不过我们可以使用第三方库pycsp来实现线程间通信，包括发送自定义信号。

下面是一个示例，展示了如何使用pycsp库向指定线程发送信号：

from pycsp import *

@process
def threadA(cin, cout):
    for i in range(10):
        cout("Thread A Signal")
        sleep(1)

@process
def threadB(cin, cout):
    while True:
        signal = cin()
        print(f"Signal received in Thread B: {signal}")

Parallel(threadA, threadB)

在上面的代码中，我们定义了两个进程threadA和threadB，threadA定期发送信号给threadB，threadB接收并处理信号。当运行代码时，可以看到类似如下的输出：

Signal received in Thread B: Thread A Signal
Signal received in Thread B: Thread A Signal
Signal received in Thread B: Thread A Signal
...

这表明我们成功使用pycsp库实现了在线程间发送自定义信号的功能。

结语

本文介绍了如何在Python中发送自定义信号，并通过示例代码演示了发送自定义信号给当前进程、给其他进程以及给指定线程的方法。信号是进程间通讯中一种非常有效的机制，在适当的情况下可以帮助我们实现进程间的同步和通信。

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