[Python] 윈도우(windows)에서 시그널(signal) 다루기

윈도우(windows) 시그널(signal)

파이썬으로 개발할 때, 멀티 프로세서 서로 다른 프로세스로 작업을 나누어 처리할 경우가 종종 있는데 소켓 통신 등을 사용하지 않고 간단하게 프로세스간 시그널(signal)을 주고 받는 방법을 사용할 수 있는데, 윈도우(windows) 개발 환경에서는 몇 가지 제약이 있습니다.

리눅스 등에서는 특정 프로세스에 시그널(signal)을 보낼 때, os.kill(pid, sig) 함수를 이용하면 됩니다. 하지만 윈도우 환경에서 os.kill() 함수를 호출하면 해당 프로세스가 바로 종료되면서 두 번째 인자로 전달된 시그널(signal) 값이 반환됩니다.

윈도우 환경에서 시그널을 보내기 위해서는 psutil 패키지의 Process.send_signal() 함수를 이용해야 하는데, 그나마도 SIGTERM, CTRL_C_EVENT, CTRL_BREAK_EVENT 등 3개의 시그널(signal)만 보낼 수 있고, 그 외의 시그널을 보내려고 하면 다음과 같이 오류가 발생합니다.

Traceback (most recent call last):
  File "d:\Dev\Python\python-test\multi-processing\multi-proc-signal2.py", line 41, in 
    proc.send_signal(signal.SIGINT)
  File "d:\Dev\Python\venv\cv2\lib\site-packages\psutil\__init__.py", line 278, in wrapper
    return fun(self, *args, **kwargs)
  File "d:\Dev\Python\venv\cv2\lib\site-packages\psutil\__init__.py", line 1205, in send_signal
    self._proc.send_signal(sig)
  File "d:\Dev\Python\venv\cv2\lib\site-packages\psutil\_pswindows.py", line 688, in wrapper
    return fun(self, *args, **kwargs)
  File "d:\Dev\Python\venv\cv2\lib\site-packages\psutil\_pswindows.py", line 883, in send_signal
    raise ValueError(ValueError: only SIGTERM, CTRL_C_EVENT and CTRL_BREAK_EVENT signals are supported on Windows

윈도우에서 의미가 있는 시그널(signal) 핸들러는 SIGINT, SIGBREAK 등 두 가지로 각각은 CTRL_C_EVENT, CTRL_BREAK_EVENT 시그널(signal)에 대응됩니다.

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SIGBREAK 시그널 핸들러

아래 예제는 SIGBREAK 시그널 핸들러를 지정한 예제입니다.

from multiprocessing import Process

import psutil
import signal
import time

_terminated = False

def new_handler(signum, frame) -> None:
    global _terminated
    print(f'Signal handler called with signal : {signum}')
    _terminated = True


def multiproc():
    signal.signal(signal.SIGBREAK, new_handler)
    index = 0
    while (not _terminated):
        time.sleep(0.5)
        index += 1
        print(f'index = {index}')
    print(f'multiproc() end...')


if __name__ == '__main__':
    print('sub-process started...')
    p = Process(target=multiproc)
    p.start()
    print('wait 3 second...')
    time.sleep(3)
    proc = psutil.Process(p.pid)
    proc.send_signal(signal.CTRL_BREAK_EVENT)

    p.join()

위 예제를 실행한 결과는 다음과 같습니다.

sub-process started...
wait 3 second...
index = 1
index = 2
index = 3
index = 4
index = 5
index = 6
Signal handler called with signal : 21
multiproc() end...

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SIGINT 시그널 핸들러

아래 예제는 SIGINT 시그널 핸들러를 지정한 예제입니다.

from multiprocessing import Process

import psutil
import signal
import time

_terminated = False

def new_handler(signum, frame) -> None:
    global _terminated
    print(f'Signal handler called with signal : {signum}')
    _terminated = True


def multiproc():
    signal.signal(signal.SIGINT, new_handler)
    index = 0
    while (not _terminated):
        time.sleep(0.5)
        index += 1
        print(f'index = {index}')
    print(f'multiproc() end...')


if __name__ == '__main__':
    print('sub-process started...')
    p = Process(target=multiproc)
    p.start()
    print('wait 3 second...')
    time.sleep(3)
    proc = psutil.Process(p.pid)
    proc.send_signal(signal.CTRL_C_EVENT)

    p.join()

위 예제를 실행한 결과는 다음과 같습니다.

sub-process started...
wait 3 second...
index = 1
index = 2
index = 3
index = 4
index = 5
index = 6
Signal handler called with signal : 2
multiproc() end...
Traceback (most recent call last):
  File "d:\Dev\Python\python-test\multi-processing\win-signal-SIGINT.py", line 43, in 
    p.join()
  File "C:\Dev\Python\Python39\lib\multiprocessing\process.py", line 149, in join 
    res = self._popen.wait(timeout)
  File "C:\Dev\Python\Python39\lib\multiprocessing\popen_spawn_win32.py", line 108, in wait
    res = _winapi.WaitForSingleObject(int(self._handle), msecs)
KeyboardInterrupt

SIGBREAK 시그널 핸들러와는 실행 결과가 다른데, 자식 프로세스에 발생시킨 SIGINT 시그널이 부모 프로세스에도 전달되어 KeyboardInterrupt Exception이 발생하였습니다.

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SIGTERM 시그널 핸들러

아래 예제는 SIGTERM 시그널을 보내는 예제입니다.

from multiprocessing import Process

import psutil
import signal
import time


_terminated = False


def new_handler(signum, frame) -> None:
    global _terminated
    print(f'Signal handler called with signal : {signum}')
    _terminated = True


def multiproc():
    signal.signal(signal.SIGTERM, new_handler)
    index = 0
    while (not _terminated):
        time.sleep(0.5)
        index += 1
        print(f'index = {index}')
    print(f'multiproc() end...')


if __name__ == '__main__':
    print('sub-process started...')
    p = Process(target=multiproc)
    p.start()
    print('wait 3 second...')
    time.sleep(3)
    proc = psutil.Process(p.pid)
    proc.send_signal(signal.SIGTERM)

    p.join()

위 예제의 실행 결과는 다음과 같습니다.

sub-process started...
wait 3 second...
index = 1
index = 2
index = 3
index = 4
index = 5

SIGTERM 시그널을 보내면, 자식 프로세스를 os.kill() 한 것과 동일하게 바로 해당 프로세스가 terminate 처리되어 설정한 핸들러가 의미가 없습니다.

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맺음말

윈도우 환경에서 사용할만한 시그널은 SIGBREAK 하나로 프로세스간 주고 받을 시그널이 2개 이상일 경우에는 소켓 통신 등 다른 방법을 고려해야 합니다.

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참고자료

• "multiprocessing — 프로세스 기반 병렬 처리":https://docs.python.org/ko/3/library/multiprocessing.html
• "signal — 비동기 이벤트에 대한 처리기 설정":https://docs.python.org/ko/3/library/signal.html
• "os.kill(pid, sig)":https://docs.python.org/ko/3/library/os.html#os.kill
• "psutil documentation":https://psutil.readthedocs.io/en/latest/