Python的
os.kill
在Windows上包装了两个不相关的API。当
sig
参数为
CTRL_C_EVENT
或
CTRL_BREAK_EVENT
时,它调用
GenerateConsoleCtrlEvent
。在这种情况下,
pid
参数是进程组ID。如果后者调用失败,并且对于所有其他
sig
值,它将调用
OpenProcess
,然后再调用
TerminateProcess
。在这种情况下,
pid
参数是进程ID,
sig
值作为退出代码传递。终止Windows进程类似于向POSIX进程发送
SIGKILL
。通常应避免这样做,因为它不允许进程干净地退出。
请注意,
os.kill
的文档错误地声称“kill()还可以接受要杀死的进程句柄”,这从未是真实的。它调用
OpenProcess
来获取进程句柄。
决定使用WinAPI
CTRL_C_EVENT
和
CTRL_BREAK_EVENT
,而不是
SIGINT
和
SIGBREAK
,对于跨平台代码来说是不幸的。当传递一个不是进程组ID的进程ID时,
GenerateConsoleCtrlEvent
的作用也没有定义。在接受进程ID的API中使用此函数最好是可疑的,潜在地非常错误。
针对您特定的需求,您可以编写一个适配器函数,使
os.kill
更加友好,以便于跨平台代码。例如:
import os
import sys
import time
import signal
if sys.platform != 'win32':
kill = os.kill
sleep = time.sleep
else:
import threading
sigmap = {signal.SIGINT: signal.CTRL_C_EVENT,
signal.SIGBREAK: signal.CTRL_BREAK_EVENT}
def kill(pid, signum):
if signum in sigmap and pid == os.getpid():
pid = 0
thread = threading.current_thread()
handler = signal.getsignal(signum)
if (signum in sigmap and
thread.name == 'MainThread' and
callable(handler) and
pid == 0):
event = threading.Event()
def handler_set_event(signum, frame):
event.set()
return handler(signum, frame)
signal.signal(signum, handler_set_event)
try:
os.kill(pid, sigmap[signum])
while not event.is_set():
pass
finally:
signal.signal(signum, handler)
else:
os.kill(pid, sigmap.get(signum, signum))
if sys.version_info[0] > 2:
sleep = time.sleep
else:
import errno
def sleep(interval):
'''sleep that ignores EINTR in 2.x on Windows'''
while True:
try:
t = time.time()
time.sleep(interval)
except IOError as e:
if e.errno != errno.EINTR:
raise
interval -= time.time() - t
if interval <= 0:
break
def func(signum, frame):
global g_sigint
g_sigint = True
signal.signal(signal.SIGINT, func)
g_kill = False
while True:
g_sigint = False
g_kill = not g_kill
print('Running [%d]' % os.getpid())
sleep(2)
if g_kill:
kill(os.getpid(), signal.SIGINT)
if g_sigint:
print('SIGINT')
else:
print('No SIGINT')
讨论
Windows操作系统在系统层面上没有实现信号。Microsoft的C运行时实现了标准C所需的六个信号:SIGINT
、SIGABRT
、SIGTERM
、SIGSEGV
、SIGILL
和SIGFPE
。
SIGABRT
和SIGTERM
仅为当前进程实现。您可以通过C raise
调用处理程序。例如(在Python 3.5中):
>>> import signal, ctypes
>>> ucrtbase = ctypes.CDLL('ucrtbase')
>>> c_raise = ucrtbase['raise']
>>> foo = lambda *a: print('foo')
>>> signal.signal(signal.SIGTERM, foo)
<Handlers.SIG_DFL: 0>
>>> c_raise(signal.SIGTERM)
foo
0
SIGTERM
是无用的。
使用信号模块也无法处理SIGABRT
,因为abort
函数会在处理程序返回后立即终止进程,而使用信号模块的内部处理程序时,处理程序会立即触发一个标志,以便在主线程中调用注册的Python可调用对象。对于Python 3,您可以使用faulthandler模块。或者通过ctypes调用CRT的signal
函数,将ctypes回调设置为处理程序。
CRT通过为相应的Windows异常设置Windows 结构化异常处理程序来实现SIGSEGV
、SIGILL
和SIGFPE
。
STATUS_ACCESS_VIOLATION SIGSEGV
STATUS_ILLEGAL_INSTRUCTION SIGILL
STATUS_PRIVILEGED_INSTRUCTION SIGILL
STATUS_FLOAT_DENORMAL_OPERAND SIGFPE
STATUS_FLOAT_DIVIDE_BY_ZERO SIGFPE
STATUS_FLOAT_INEXACT_RESULT SIGFPE
STATUS_FLOAT_INVALID_OPERATION SIGFPE
STATUS_FLOAT_OVERFLOW SIGFPE
STATUS_FLOAT_STACK_CHECK SIGFPE
STATUS_FLOAT_UNDERFLOW SIGFPE
STATUS_FLOAT_MULTIPLE_FAULTS SIGFPE
STATUS_FLOAT_MULTIPLE_TRAPS SIGFPE
CRT对这些信号的实现与Python的信号处理不兼容。异常过滤器调用注册的处理程序,然后返回
EXCEPTION_CONTINUE_EXECUTION
。但是,Python的处理程序只会为解释器触发一个标志以在主线程中的某个时候调用已注册的可调用对象。因此,导致异常的错误代码将继续在无限循环中触发。在Python 3中,您可以使用faulthandler模块处理这些基于异常的信号。
这只留下了
SIGINT
,Windows添加了非标准的
SIGBREAK
。控制台和非控制台进程都可以
raise
这些信号,但只有控制台进程可以从另一个进程接收它们。CRT通过
SetConsoleCtrlHandler
注册控制台控制事件处理程序来实现这一点。
控制台通过在附加进程中创建一个新线程来发送控制事件,该线程从kernel32.dll或kernelbase.dll(未记录)的CtrlRoutine
开始执行。处理程序不在主线程上执行可能会导致同步问题(例如,在REPL或使用input
时)。此外,如果主线程在等待同步对象或等待同步I/O完成时被阻塞,则控制事件不会中断主线程。如果应该由SIGINT
中断,则需要注意避免在主线程中阻塞。Python 3尝试通过使用Windows事件对象解决这个问题,该对象也可以用于应该由SIGINT
中断的等待。
当控制台向进程发送
CTRL_C_EVENT
或
CTRL_BREAK_EVENT
时,CRT 的处理程序分别调用已注册的
SIGINT
或
SIGBREAK
处理程序。当其窗口关闭时,控制台发送的
CTRL_CLOSE_EVENT
也会调用
SIGBREAK
处理程序。Python 默认通过在主线程中引发
KeyboardInterrupt
来处理
SIGINT
。但是,
SIGBREAK
最初是默认的
CTRL_BREAK_EVENT
处理程序,它调用
ExitProcess(STATUS_CONTROL_C_EXIT)
。
您可以通过
GenerateConsoleCtrlEvent
向当前控制台连接的所有进程发送控制事件。这可以针对属于进程组的进程子集或目标组 0,以将事件发送到当前控制台连接的所有进程。
进程组并不是 Windows API 的一个被很好记录的方面。没有公共 API 可以查询进程所属的组,但是在 Windows 会话中的每个进程都属于一个进程组,即使它只是 wininit.exe 组(服务会话)或 winlogon.exe 组(交互式会话)。通过在创建新进程时传递创建标志 CREATE_NEW_PROCESS_GROUP
,可以创建一个新的组。组 ID 是创建进程的进程 ID。据我所知,控制台是唯一使用进程组的系统,这仅限于 GenerateConsoleCtrlEvent
。
当目标ID不是进程组ID时,控制台的行为未定义,不能依赖它。如果进程及其父进程都连接到控制台,则发送控制事件基本上就像目标是0组一样。如果父进程没有连接到当前控制台,则
GenerateConsoleCtrlEvent
失败,
os.kill
调用
TerminateProcess
。奇怪的是,如果你针对“System”进程(PID 4)及其子进程smss.exe(会话管理器),则调用成功,但除了目标错误地添加到已连接进程列表中(即
GetConsoleProcessList
),什么也不会发生。这可能是因为父进程是“Idle”进程,由于它的PID为0,被隐式接受为广播PGID。父进程规则也适用于非控制台进程。针对非控制台子进程不起作用--除了通过添加未连接的进程来错误地破坏控制台进程列表。我希望你清楚地知道,你应该只向0组或通过
CREATE_NEW_PROCESS_GROUP
创建的已知进程组发送控制事件。
请不要依赖于除了组0以外的任何东西发送CTRL_C_EVENT
,因为在新的进程组中它最初是禁用的。虽然向新组发送此事件并非不可能,但目标进程首先必须通过调用SetConsoleCtrlHandler(NULL, FALSE)
来启用CTRL_C_EVENT
。
CTRL_BREAK_EVENT
是您能依赖的所有内容,因为它无法被禁用。发送此事件是一种优雅地杀死使用CREATE_NEW_PROCESS_GROUP
启动的子进程的简单方法,假设它具有Windows CTRL_BREAK_EVENT
或C SIGBREAK
处理程序。如果没有,则默认处理程序将终止进程,并将退出代码设置为STATUS_CONTROL_C_EXIT
。例如:
>>> import os, signal, subprocess
>>> p = subprocess.Popen('python.exe',
... stdin=subprocess.PIPE,
... creationflags=subprocess.CREATE_NEW_PROCESS_GROUP)
>>> os.kill(p.pid, signal.CTRL_BREAK_EVENT)
>>> STATUS_CONTROL_C_EXIT = 0xC000013A
>>> p.wait() == STATUS_CONTROL_C_EXIT
True
请注意,由于示例针对子进程的进程组(包括所有已连接到控制台等的子进程),因此未将
CTRL_BREAK_EVENT
发送到当前进程。如果示例使用了组0,则当前进程也将被杀死,因为我没有定义
SIGBREAK
处理程序。让我们尝试一下,但设置一个处理程序:
>>> ctrl_break = lambda *a: print('^BREAK')
>>> signal.signal(signal.SIGBREAK, ctrl_break)
<Handlers.SIG_DFL: 0>
>>> os.kill(0, signal.CTRL_BREAK_EVENT)
^BREAK
Windows系统具有异步过程调用(APC)功能,可以将目标函数排入线程队列。请参阅文章深入了解Windows APC,详细分析Windows APC的作用,特别是澄清内核模式APC的角色。您可以通过QueueUserAPC
向线程排队用户模式APC。它们也可以由ReadFileEx
和WriteFileEx
用于I/O完成例程。
一个用户模式的APC在线程进入可警告等待时执行(例如
WaitForSingleObjectEx
或
SleepEx
,其中
bAlertable
为
TRUE
)。另一方面,内核模式的APC会立即调度(当IRQL低于
APC_LEVEL
时)。它们通常由I/O管理器在发出请求的线程的上下文中完成异步I/O请求包(例如从IRP复制数据到用户模式缓冲区)。请参见
Waits and APCs 中显示APC如何影响可警告和不可警告等待的表格。请注意,内核模式的APC不会中断等待,而是由等待例程在内部执行。
Windows可以使用APC实现类似POSIX信号的功能,但实际上它使用其他方法来达到相同的目的。例如:
窗口消息可以发送和发布到所有共享调用线程的桌面且处于相同或较低完整性级别的线程。发送窗口消息将其放入系统队列以在线程调用PeekMessage
或GetMessage
时调用窗口过程。发布消息将其添加到线程的消息队列中,该队列具有默认配额10,000条消息。具有消息队列的线程应该有一个消息循环来通过GetMessage
和DispatchMessage
处理队列。仅限控制台进程的线程通常没有消息队列。但是,控制台主机进程conhost.exe显然有。当单击关闭按钮或通过任务管理器或taskkill.exe杀死控制台的主要进程时,会向控制台窗口的线程的消息队列发布WM_CLOSE
消息。控制台随即向其所有附加进程发送CTRL_CLOSE_EVENT
。如果进程处理事件,则在强制终止之前给予其5秒钟优雅退出。
sys.platform == 'win32'
,则放弃所有进入此处的希望。 - alexsignal.CTRL_BREAK_EVENT
停止 Python 进程会阻止调用atexit
处理程序,因此我不会将其称为优雅的关机。但感谢这个伟大的总结,它真的很有帮助。 - schlamarCREATE_NEW_PROCESS_GROUP
创建子进程并使子进程为signal.SIGBREAK
设置处理程序的部分。这适用于父进程发出的有意信号。不幸的是,由于Python的C信号处理程序仅设置指示信号的标志并立即返回(信号处理程序仅在主线程中调用),因此它无法处理关闭控制台窗口的情况。为了处理这种情况,我应该修改此答案,提供一个设置控制台控制处理程序的ctypes示例。 - Eryk Sunsignal.raise_signal(signal.SIGINT)
在这里运行得非常好。 - visch