Python使用signal模組實現定時執行

在liunx系統中要想每隔一分鐘執行一個命令，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定時器實現這種功能，於是就開始摸索了，發現需要一些訊號的知識...

查看你的linux支援哪些訊號：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) SIGUSR111) SIGSEGV     12) SIGUSR2     13) SIGPIPE     14) SIGALRM     15) SIGTERM16) SIGSTKFLT   17) SIGCHLD     18) SIGCONT     19) SIGSTOP     20) SIGTSTP21) SIGTTIN     22) SIGTTOU     23) SIGURG      24) SIGXCPU     25) SIGXFSZ26) SIGVTALRM   27) SIGPROF     28) SIGWINCH    29) SIGIO       30) SIGPWR31) SIGSYS      34) SIGRTMIN    35) SIGRTMIN+1  36) SIGRTMIN+2  37) SIGRTMIN+338) SIGRTMIN+4  39) SIGRTMIN+5  40) SIGRTMIN+6  41) SIGRTMIN+7  42) SIGRTMIN+843) SIGRTMIN+9  44) SIGRTMIN+10 45) SIGRTMIN+11 46) SIGRTMIN+12 47) SIGRTMIN+1348) SIGRTMIN+14 49) SIGRTMIN+15 50) SIGRTMAX-14 51) SIGRTMAX-13 52) SIGRTMAX-1253) SIGRTMAX-11 54) SIGRTMAX-10 55) SIGRTMAX-9  56) SIGRTMAX-8  57) SIGRTMAX-758) SIGRTMAX-6  59) SIGRTMAX-5  60) SIGRTMAX-4  61) SIGRTMAX-3  62) SIGRTMAX-263) SIGRTMAX-1  64) SIGRTMAXroot@server:~#

訊號：進程之間通訊的方式，是一種軟體中斷。一個進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，我們可以通過綁定訊號處理函數來修改進程收到訊號以後的行為，有兩個訊號是不可更改的SIGTOP和SIGKILL。

發送訊號一般有兩種原因:

1(被動式) 核心檢測到一個系統事件.例如子進程退出會像父進程發送SIGCHLD訊號.鍵盤按下control+c會發送SIGINT訊號

2(主動式) 通過系統調用kill來向指定進程發送訊號

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，任意一個定時完成都將發送定時訊號到進程，並且自動重新計時。參數which確定了定時器的類型：

ITIMER_REAL 定時真即時間，與alarm類型相同。 SIGALRM

ITIMER_VIRT 定時進程在使用者態下的實際執行時間。 SIGVTALRM

ITIMER_PROF 定時進程在使用者態和核心態下的實際執行時間。 SIGPROF

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

函數alarm本質上設定的是低精確、非重載的ITIMER_REAL類定時器，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），還能自動迴圈定時。在一個Unix進程中，不能同時使用alarm和ITIMER_REAL類定時器。

SIGINT 終止進程 中斷進程 (control+c)

SIGTERM 終止進程 軟體終止訊號

SIGKILL 終止進程 殺死進程

SIGALRM 鬧鐘訊號

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

signal包定義了各個訊號名及其對應的整數，比如

import signalprint signal.SIGALRMprint signal.SIGCONT

Python所用的訊號名和Linux一致。你可以通過

$man 7 signal

查詢

預設訊號處理函數

signal包的核心是使用signal.signal()函數來預設(register)訊號處理函數，如下所示：

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，還可以自訂動作。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為一個函數名時，進程採取函數中定義的操作。

import signal# Define signal handler functiondef 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()來讓該進程暫停以等待訊號，以等待訊號。當訊號SIGUSR1被傳遞給該進程時，進程從暫停中恢複，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識別訊號(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。

上面的程式可以儲存在一個檔案中(比如test.py)。我們使用如下方法運行:

$python test.py

以便讓進程運行。當程式運行到signal.pause()的時候，進程暫停並等待訊號。此時，通過按下CTRL+Z向該進程發送SIGTSTP訊號。我們可以看到，進程執行了myHandle()函數, 隨後返回主程式，繼續執行。(當然，也可以用$ps查詢process ID, 再使用$kill來發出訊號。)

(進程並不一定要使用signal.pause()暫停以等待訊號，它也可以在進行工作中接受訊號，比如將上面的signal.pause()改為一個需要長時間工作的迴圈。)

我們可以根據自己的需要更改myHandler()中的操作，以針對不同的訊號實現個人化的處理。

定時發出SIGALRM訊號

一個有用的函數是signal.alarm()，它被用於在一定時間之後，向進程自身發送SIGALRM訊號:

import signal# Define signal handler functiondef 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')

我們這裡用了一個無限迴圈以便讓進程持續運行。在signal.alarm()執行5秒之後，進程將向自己發出SIGALRM訊號，隨後，訊號處理函數myHandler開始執行。

發送訊號

signal包的核心是設定訊號處理函數。除了signal.alarm()向自身發送訊號之外，並沒有其他發送訊號的功能。但在os包中，有類似於linux的kill命令的函數，分別為

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

分別向進程和進程組(見Linux進程關係)發送訊號。sid為訊號所對應的整數或者singal.SIG*。

實際上signal, pause，kill和alarm都是Linux應用編程中常見的C庫函數，在這裡，我們只不過是用Python語言來實現了一下。實際上，Python 的解譯器是使用C語言來編寫的，所以有此相似性也並不意外。此外，在Python 3.4中，signal包被增強，訊號阻塞等功能被加入到該包中。我們暫時不深入到該包中。

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