linux信号机制与python信号量

1.信号本质

软中断信号（signal，又简称为信号）用来通知进程发生了异步事件。在软件层次上是对中断机制的一种模拟，在原理上，一个进程收到一个信号与处理器收到一个中断请求可以说是一样的。信号是进程间通信机制中唯一的异步通信机制，一个进程不必通过任何操作来等待信号的到达，事实上，进程也不知道信号到底什么时候到达。进程之间可以互相通过系统调用kill发送软中断信号。内核也可以因为内部事件而给进程发送信号，通知进程发生了某个事件。信号机制除了基本通知功能外，还可以传递附加信息。

2.linux支持的信号列表

信号值 默认处理动作 发出信号的原因

SIGHUP 1 A 终端挂起或者控制进程终止

SIGINT 2 A 键盘中断（如break键被按下）

SIGQUIT 3 C 键盘的退出键被按下

SIGILL 4 C 非法指令

SIGABRT 6 C 由abort(3)发出的退出指令

SIGFPE 8 C 浮点异常

SIGKILL 9 AEF Kill信号

SIGSEGV 11 C 无效的内存引用

SIGPIPE 13 A 管道破裂: 写一个没有读端口的管道

SIGALRM 14 A 由alarm(2)发出的信号

SIGTERM 15 A 终止信号

SIGUSR1 30,10,16 A 用户自定义信号1

SIGUSR2 31,12,17 A 用户自定义信号2

SIGCHLD 20,17,18 B 子进程结束信号

SIGCONT 19,18,25 进程继续（曾被停止的进程）

SIGSTOP 17,19,23 DEF 终止进程

SIGTSTP 18,20,24 D 控制终端（tty）上按下停止键

SIGTTIN 21,21,26 D 后台进程企图从控制终端读

SIGTTOU 22,22,27 D 后台进程企图从控制终端写

处理动作一项中的字母含义如下

A 缺省的动作是终止进程

B 缺省的动作是忽略此信号，将该信号丢弃，不做处理

C 缺省的动作是终止进程并进行内核映像转储（dump core），内核映像转储是指将进程数据在内存的映像和进程在内核结构中的部分内容以一定格式转储到文件系统，并且进程退出执行，这样做的好处是为程序员提供了方便，使得他们可以得到进程当时执行时的数据值，允许他们确定转储的原因，并且可以调试他们的程序。

D 缺省的动作是停止进程，进入停止状况以后还能重新进行下去，一般是在调试的过程中（例如ptrace系统调用）

E 信号不能被捕获

F 信号不能被忽略

进程结束信号 SIGTERM和SIGKILL的区别

SIGTERM比较友好，进程能捕捉这个信号，根据您的需要来关闭程序。在关闭程序之前，您可以结束打开的记录文件和完成正在做的任务。在某些情况下，假如进程正在进行作业而且不能中断，那么进程可以忽略这个SIGTERM信号。

对于SIGKILL信号，进程是不能忽略的。这是一个 “我不管您在做什么,立刻停止”的信号。假如您发送SIGKILL信号给进程，Linux就将进程停止在那里。

3.python提供的信号

>>> import signal

>>> dir(signal)

['NSIG', 'SIGABRT', 'SIGALRM', 'SIGBUS', 'SIGCHLD', 'SIGCLD', 'SIGCONT', 'SIGFPE', 'SIGHUP', 'SIGILL', 'SIGINT', 'SIGIO', 'SIGIOT', 'SIGKILL', 'SIGPIPE', 'SIGPOLL', 'SIGPROF', 'SIGPWR', 'SIGQUIT', 'SIGRTMAX', 'SIGRTMIN', 'SIGSEGV', 'SIGSTOP', 'SIGSYS', 'SIGTERM', 'SIGTRAP', 'SIGTSTP', 'SIGTTIN', 'SIGTTOU', 'SIGURG', 'SIGUSR1', 'SIGUSR2', 'SIGVTALRM', 'SIGWINCH', 'SIGXCPU', 'SIGXFSZ', 'SIG_DFL', 'SIG_IGN', '__doc__', '__name__', 'alarm', 'default_int_handler', 'getsignal', 'pause', 'signal']

4.绑定信号处理函数

python可以使用atexit函数注册回调函数，在程序退出时做一些操作。。atexit模块很简单，只定义了一个register函数用于注册程序退出时的回调函数，我们可以在这个回调函数中做一些资源清理的操作。但如果程序是非正常crash，或者通过os._exit()退出，注册的回调函数将不会被调用。这时候可以使用下面的代码绑定信号处理函数来强制执行回调函数。

import atexit
from signal import signal, SIGTERM  

def test():
    print 'exit'
atexit.register(test)
signal(SIGTERM, lambda signum, stack_frame: exit(1))  

while True:
    pass

运行该程序。该程序是一个死循环，只有发送信号kill进程才能退出。然后通过另外一个进程来发送信号。

发送信号的代码如下：

import os
import signal    

#发送信号，16175是前面那个绑定信号处理函数的pid，需要自行修改
os.kill(16175,signal.SIGTERM)

5.再给出一个子进程结束后自动向父进程发送SIGCHLD信号的例子。

import os
import signal
from time import sleep    

def onsigchld(a,b):
    print '收到子进程结束信号'
signal.signal(signal.SIGCHLD,onsigchld)    

pid = os.fork()
if pid == 0:
   print '我是子进程,pid是',os.getpid()
   sleep(2)
else:
    print '我是父进程,pid是',os.getpid()
    os.wait()  #等待子进程结束

使用信号需要特别注意的地方

如果一个进程收到一个SIGUSR1信号，然后执行信号绑定函数，第二个SIGUSR2信号又来了，第一个信号没有被处理完毕的话，第二个信号就会丢弃。所以，尽量不要在多线程中使用信号。

6.Alarms信号

Alarms 是一个特殊信号类型，它可以让程序要求系统经过一段时间对自己发送通知。os 标准模块中指出，它可用于避免无限制阻塞 I/O 操作或其它系统调用。像下面例子，原本程序睡眠 10 后才打印出 print 'After :', time.ctime()，但是由于 signal.alarm(2)，所以 2 秒后就执行了打印。

import signal
import time  

def receive_alarm(signum, stack):
    print 'Alarm :', time.ctime()  

# Call receive_alarm in 2 seconds
signal.signal(signal.SIGALRM, receive_alarm)
signal.alarm(2)  

print 'Before:', time.ctime()
time.sleep(10)
print 'After :', time.ctime()

参考网站:http://san-yun.iteye.com/blog/1668866

http://www.cnblogs.com/hoys/archive/2012/08/19/2646377.html