詳解Python使用signal模組實作定時執行方法

在liunx系統中要想每隔一分鐘執行一個指令，最普遍的方法就是crontab了，如果不想使用crontab，經同事指點在程式中可以用計時器實作這種功能，於是就開始摸索了，發現需要一些信號的知識...

查看你的linux支持哪些信號：kill -l 即可

root@server:~# 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
root@server:~#

訊號：進程之間通訊的方式，是一種軟體中斷。一個行程一旦接收到訊號就會打斷原來的程式執行流程來處理訊號。作業系統規定了進程收到訊號以後的預設行為，但是，我們可以透過綁定訊號處理函數來修改進程收到訊號以後的行為，有兩個訊號是不可變更的SIGTOP和SIGKILL。

傳送訊號一般有兩種原因:

1(被動式)  核心偵測到一個系統事件.例如子行程退出會像父行程傳送SIGCHLD訊號.鍵盤按下control+c會發送SIGINT訊號

2(主動式)  透過系統呼叫kill來傳送訊號

在C語言中有個setitimer函數，函數setitimer可以提供三種定時器，它們相互獨立，任一個定時完成都會發送定時訊號到進程，並且自動重新計時。參數which確定了計時器的類型：

ITIMER_REAL       定時真實時間，與alarm類型相同。              SIGALRM

ITIMER_VIRT       定時程序在使用者狀態下的實際執行時間。            SIGVTALRM

ITIMER_PROF       定時程序在使用者態與核心態的實際執行時間。      SIGPROF

這三種定時器定時完成時給進程發送的信號各不相同，其中ITIMER_REAL類定時器發送SIGALRM信號，ITIMER_VIRT類定時器發送SIGVTALRM信號，ITIMER_REAL類定時器發送SIGPROF信號。

函數alarm本質上設定的是低精確、非重載的ITIMER_REAL類別計時器，它只能精確到秒，並且每次設定只能產生一次定時。函數setitimer設定的定時器則不同，它們不但可以計時到微妙（理論上），還能自動循環定時。在一個Unix行程中，不能同時使用alarm和ITIMER_REAL類別計時器。

SIGINT    終止程序    中斷程序 (control+c)

SIGTERM   終止程序    軟體終止訊號

SIGKILL   終止程序    新程序結束訊號

SIGKILL   終止程序

##前期的知識也準備的差不多了，該向

python的signal進軍了。

定義訊號名稱

signal套件定義了各個訊號名稱及其對應的

整數，例如

import signal
print signal.SIGALRM
print signal.SIGCONT

Python所用的訊號名稱和Linux一致。你可以透過

$man 7 signal

查詢

預設訊號處理函數

signal套件的核心是使用signal.signal()函數來預設(register)訊號處理函數，如下圖所示：

singnal.signal(signalnum, handler)

signalnum為某個訊號，handler為該訊號的處理函數。我們在訊號基礎裡提到，進程可以無視訊號，可以採取預設操作，還可以自訂操作。當handler為signal.SIG_IGN時，訊號被無視(ignore)。當handler為singal.SIG_DFL，進程採取預設操作(default)。當handler為一個函數名稱時，進程採取函數中定義的操作。

import signal
# Define signal handler function
def myHandler(signum, frame):
  print('I received: ', signum)
 
# register signal.SIGTSTP's handler 
signal.signal(signal.SIGTSTP, myHandler)
signal.pause()
print('End of Signal Demo')

在主程式中，我們首先使用signal.signal()函數來預設訊號處理函數。然後我們執行signal.pause()來讓該行程暫停以等待訊號，以等待訊號。當訊號SIGUSR1被傳遞給該進程時，進程從暫停中恢復，並根據預設，執行SIGTSTP的訊號處理函數myHandler()。 myHandler的兩個參數一個用來辨識訊號(signum)，另一個用來獲得訊​​號發生時，進程棧的狀況(stack frame)。這兩個參數都是由signal.singnal()函數來傳遞的。

上面的程序可以保存在一个文件中(比如test.py)。我们使用如下方法运行:

$python test.py

以便让进程运行。当程序运行到signal.pause()的时候，进程暂停并等待信号。此时，通过按下CTRL+Z向该进程发送SIGTSTP信号。我们可以看到，进程执行了myHandle()函数, 随后返回主程序，继续执行。(当然，也可以用$ps查询process ID, 再使用$kill来发出信号。)

(进程并不一定要使用signal.pause()暂停以等待信号，它也可以在进行工作中接受信号，比如将上面的signal.pause()改为一个需要长时间工作的循环。)

我们可以根据自己的需要更改myHandler()中的操作，以针对不同的信号实现个性化的处理。

定时发出SIGALRM信号

一个有用的函数是signal.alarm()，它被用于在一定时间之后，向进程自身发送SIGALRM信号:

import signal
# Define signal handler function
def myHandler(signum, frame):
  print("Now, it's the time")
  exit()
 
# register signal.SIGALRM's handler 
signal.signal(signal.SIGALRM, myHandler)
signal.alarm(5)
while True:
  print('not yet')

我们这里用了一个无限循环以便让进程持续运行。在signal.alarm()执行5秒之后，进程将向自己发出SIGALRM信号，随后，信号处理函数myHandler开始执行。 

发送信号

signal包的核心是设置信号处理函数。除了signal.alarm()向自身发送信号之外，并没有其他发送信号的功能。但在os包中，有类似于linux的kill命令的函数，分别为

os.kill(pid, sid)
os.killpg(pgid, sid)

分别向进程和进程组(见Linux进程关系)发送信号。sid为信号所对应的整数或者singal.SIG*。

实际上signal, pause，kill和alarm都是Linux应用编程中常见的C库函数，在这里，我们只不过是用Python语言来实现了一下。实际上，Python 的解释器是使用C语言来编写的，所以有此相似性也并不意外。此外，在Python 3.4中，signal包被增强，信号阻塞等功能被加入到该包中。我们暂时不深入到该包中。

以上是詳解Python使用signal模組實作定時執行方法的詳細內容。更多資訊請關注PHP中文網其他相關文章！