python threading模块中对于信号的抓取

Posted 2020-08-27

最近的物联网智能网关(树莓派)项目中遇到这样一个问题：要从多个底层串口读取发来的数据，并且做出相应的处理，对于每个串口的数据的读取我能想到的可以采用两种方式：

一种是采用轮询串口的方式，例如每3s向每个串口的buffer区去取一次数据，但是这样可能会有缓冲区溢出的可能，同时，数据的同步也可能会出现一定的问题，因为数据的上传周期是可以用户自定义的，一旦用户定义的上传周期过短或过长，都可能造成读取的数据出问题。

另一种方式，就是采用多线程方式，把每个串口读取数据放在单独的子线程中，每个子线程阻塞于串口读，后来在测试时发现，由于python的threading模块没有实现对信号的处理，所以当父线程阻塞时，我们需要安装一个信号处理函数，例如，抓取一个Ctrl+C的SIGINT信号的抓取，以方便我们测试程序的退出。下面记录下遇到的坑：

1、在多线程中，首先要把所有的子线程在start之前设置为daemon；

2、如果父线程调用.join()方法实现对自身的阻塞，那么父线程将永远都抓不到目标信号，因此应该要使用isAlive()方法模拟父线程阻塞，然后不断轮询子线程的运行状况；

3、完成对于sig_handler()函数的处理。

 

实现代码如下：

def blue_thread():
    ser_blue = serial.Serial("/dev/ttyUSB0", 9600)  # 蓝牙串口
    print ‘\033[31;1m=======蓝牙子线程启动=======\033[0m‘
    while ser_blue.isOpen():
        count = ser_blue.inWaiting()
        if count != 0:
            recv = ser_blue.read(count)
            print recv
            # str_handle(recv)
        time.sleep(1)
    ser_blue.close()

def zigbee_thread():
    ser_zigbee = serial.Serial("/dev/ttyS0", 115200)  # zigbee串口
    print ‘\033[32;1m=======Zigbee子线程启动=======\033[0m‘
    while ser_zigbee.isOpen():
        count = ser_zigbee.inWaiting()
        if count != 0:
            recv = ser_zigbee.read(count)
            print recv
            # str_handle(recv)
        time.sleep(1)
    ser_zigbee.close()

def signal_handler(num,frame):
    print ‘\033[33;1m===BYEBYE====\033[0m‘
    sys.exit(0)

def main():
# 由于python的多线程模块没有实现对信号的处理，所以父线程阻塞，我们需要安装一个信号处理函数，能让我们方便退出程序，并且要把子线程设为daemon
    signal.signal(signal.SIGINT,signal_handler)

    threads = []
    threads.append(threading.Thread(target=blue_thread,args=()))
    threads.append(threading.Thread(target=zigbee_thread,args=()))
    for t in threads:
        t.setDaemon(True)
        t.start()
#    t.join()
# 不能使用join，要使用isAlive方法模拟父线程阻塞，不断轮询子线程的运行状况
    while True:
        alive = False
        for t in threads:
            alive = alive or t.isAlive()
            if alive == True:
                break
        if not alive:
            break

if __name__ == "__main__":

    main()

 

以上处理方法灵感源自：http://www.jb51.net/article/35165.htm