Python 和信号处理程序

Question

我需要对 python 中的信号处理程序进行一些说明，因为我不完全了解它们的工作原理、如何使用它们以及有什么限制。

我打算在 linux 上使用 USR 信号，以便与作为服务在后台运行的 python 程序进行通信。

我发现，正如预期的那样，我发送的信号似乎会立即以异步方式进行处理。

因此，我曾经认为注册的信号处理程序在它们自己的线程中运行，我认为这可以解释为什么以下代码会在循环发送信号时一次打印多行 Signal handler called with signal 10

#!/usr/bin/python3.5
# This is the file signal_example.py

import signal, time, os

def handler(signum, frame):
    print('Signal handler called with signal', signum)
    time.sleep(20)

signal.signal(signal.SIGUSR1, handler)

time.sleep(100)


#!/usr/bin/bash
for ((i=0;i<100;i=i+1)); do 
    killall -s SIGUSR1 signal_example.py; 
done

但是，文档指出 (https://docs.python.org/3.4/library/signal.html)“Python 信号处理程序始终在 Python 主线程中执行，即使信号是在另一个线程中接收到的。”。此外，对于上述示例，我没有看到在我的系统上运行的单独线程。

我现在想知道，我使用信号的方法的实际含义和限制是什么，以及我如何才能正确地做相关的事情，例如调用的信号处理程序实例之间的通信。

例如，在某些情况下，我希望能够延迟信号处理程序中某些代码的执行，直到处理完之前的同类信号。 另外我不明白将“并行”处理多少信号以及“队列”已满时会发生什么......

我一直在研究 Pyhton 的 asyncio，它似乎提供了对异步代码的一些控制，并且还提供了自己的注册信号处理程序的方式。它似乎提供了一些帮助，但是，它似乎对我没有多大帮助，因为我看到的行为（收到的信号几乎被处理）实际上是我想要的。我见过的asyncio 信号处理程序的使用似乎在事件循环中执行信号。在我开始的部分阻塞代码中，这可能为时已晚。我可以在单独的线程中运行其中的一些（使用相应的asyncio 函数），但不能使整个代码成为非阻塞的。

Answer 1

我打算在 linux 上使用 USR 信号，以便与作为服务在后台运行的 python 程序进行通信。

这听起来是个非常糟糕的主意。以下是几个原因：

• Unix 信号是异步传递的，这意味着您可以在任何库代码运行时获取信号，例如在 malloc 调用的中间。出于这个原因，只有少数函数是async-signal-safe，即可以安全地从信号处理程序调用。 Python 代码根本无法在信号处理程序中执行，因此signal.signal 设置的处理程序不会执行 Python 函数，而只是设置一个全局标志。主线程不时检查此标志，主线程执行 Python 处理程序函数。这意味着不能保证信号会立即传递，即您不能依赖操作系统提供的信号传递保证。

• 一个信号可能在前一个信号的处理程序执行期间到达。这就是为什么您会看到打印多行的原因，这是信号处理程序本身被信号中断并重新输入的产物。

• 除非您使用专门的 POSIX 调用设置信号处理程序（并且使用这些调用设置的处理程序不能直接执行 Python 代码），否则信号不会排队。即使在排队时，除了非实时信号外，也不会保留信号在生成和传递之间的顺序。

• 信号与多线程代码的交互非常糟糕，即使在纯 C 中也是如此。

如果你有一个需要与之通信的服务，你可以有一个从命名管道读取或侦听套接字的线程。写入管道或打开套接字将作为进程的信号。这也允许向服务传递附加信息。