【保存版】Pythonでプロセスを安全に終了・一時停止！subprocess.Popen.send_signal()の使い方と注意点

Pythonにおける「並行実行」は、複数の処理を同時に実行することを指します。これは、プログラムのパフォーマンスと効率を向上させるために役立つ強力な手法です。

「subprocess」モジュールは、Pythonで並行実行を可能にする重要なモジュールの1つです。このモジュールは、新しいプロセスを作成し、そのプロセスとの通信を可能にする機能を提供します。

subprocess.Popen.send_signal()

subprocess.Popen.send_signal() 関数は、サブプロセスに信号を送信するために使用されます。信号は、プロセスの動作を制御するために使用される特殊なイベントです。

この関数は、以下の引数を取ります。

async: 信号が非同期に送信されるかどうかを指定します。デフォルトは False です。
signal: 送信する信号。有効な信号は、signal モジュールで定義されています。

例：SIGINT 信号を送信する

以下の例では、subprocess.Popen.send_signal() 関数を使用して、サブプロセスに SIGINT 信号を送信する方法を示します。

import subprocess
import signal

# サブプロセスを作成
p = subprocess.Popen(['sleep', '10'])

# 5秒後に SIGINT 信号を送信
time.sleep(5)
p.send_signal(signal.SIGINT)

# プロセスが終了するのを待つ
p.wait()

この例では、sleep コマンドを実行するサブプロセスが作成されます。5秒後、SIGINT 信号がサブプロセスに送信され、サブプロセスが終了します。

注意事項

この関数は、非同期的に使用される場合、予期しない結果が生じる可能性があります。非同期的に使用する場合は、signal.SIGALRM などのタイマー信号を使用して、信号の送信を制御することをお勧めします。
subprocess.Popen.send_signal() 関数は、サブプロセスが終了するかどうかを保証しません。サブプロセスは、信号を無視したり、処理を完了してから終了したりすることがあります。

subprocess.Popen.send_signal() 関数は、Pythonで並行実行を制御する強力なツールです。この関数は、サブプロセスに信号を送信し、その動作を制御するために使用できます。

プロセスの終了

この例では、subprocess.Popen.send_signal() 関数を使用して、サブプロセスを強制終了する方法を示します。

import subprocess
import signal

# サブプロセスを作成
p = subprocess.Popen(['sleep', '10'])

# SIGKILL 信号を送信してプロセスを強制終了
p.send_signal(signal.SIGKILL)

# プロセスの終了を待つ
p.wait()

説明

p.wait() ステートメントは、サブプロセスが終了するのを待ちます。
p.send_signal(signal.SIGKILL) ステートメントは、サブプロセスに SIGKILL 信号を送信します。
SIGKILL 信号は、プロセスを強制終了するために使用される特別な信号です。
この例では、sleep コマンドを実行するサブプロセスが作成されます。

プロセスの一時停止

import subprocess
import signal

# サブプロセスを作成
p = subprocess.Popen(['sleep', '10'])

# SIGSTOP 信号を送信してプロセスを一時停止
p.send_signal(signal.SIGSTOP)

# 5秒後に SIGCONT 信号を送信してプロセスを再開
time.sleep(5)
p.send_signal(signal.SIGCONT)

# プロセスの終了を待つ
p.wait()

説明

p.wait() ステートメントは、サブプロセスが終了するのを待ちます。
p.send_signal(signal.SIGCONT) ステートメントは、サブプロセスに SIGCONT 信号を送信し、プロセスを再開します。
SIGCONT 信号は、一時停止されたプロセスを再開するために使用される特別な信号です。
time.sleep(5) ステートメントは、5秒間待機します。
p.send_signal(signal.SIGSTOP) ステートメントは、サブプロセスに SIGSTOP 信号を送信します。
SIGSTOP 信号は、プロセスを一時停止するために使用される特別な信号です。
この例では、sleep コマンドを実行するサブプロセスが作成されます。

この例では、subprocess.Popen.send_signal() 関数とカスタムシグナルハンドラーを使用して、サブプロセスの動作を制御する方法を示します。

import subprocess
import signal

def handler(signum, frame):
    print('シグナル', signum, 'を受信しました!')

# サブプロセスを作成
p = subprocess.Popen(['sleep', '10'], stdout=subprocess.PIPE)

# SIGUSR1 シグナルに対するカスタムハンドラーを設定
signal.signal(signal.SIGUSR1, handler)

# サブプロセスに SIGUSR1 信号を送信
p.send_signal(signal.SIGUSR1)

# プロセスの出力を表示
print(p.stdout.read().decode())

# プロセスの終了を待つ
p.wait()

説明

p.wait() ステートメントは、サブプロセスが終了するのを待ちます。
print(p.stdout.read().decode()) ステートメントは、サブプロセスの出力を表示します。
p.send_signal(signal.SIGUSR1) ステートメントは、サブプロセスに SIGUSR1 信号を送信します。
signal.signal(signal.SIGUSR1, handler) ステートメントは、SIGUSR1 信号に対するカスタムハンドラーを設定します。
handler() 関数は、SIGUSR1 信号を受信したときに呼び出されるカスタムシグナルハンドラーです。
この例では、sleep コマンドを実行するサブプロセスが作成されます。

この例は、subprocess.Popen.send_signal() 関数を使用して、サブプロセスの動作をより詳細に制御する方法を示しています。カスタムシグナルハンドラーを使用すると、シグナルを受信したときに実行する独自のコードを記述できます。

すべてのプラットフォームで利用できるわけではありません。
サブプロセスが終了するかどうかを保証しません。
非同期的に使用する場合、予期しない結果が生じる可能性があります。

これらの制限を克服するために、subprocess.Popen.send_signal() の代替方法をいくつか検討することができます。

os.kill() 関数

os.kill() 関数は、オペレーティングシステムに直接信号を送信するために使用できます。これは、subprocess.Popen.send_signal() 関数よりも低レベルな方法ですが、より多くの制御と柔軟性を提供します。

import os
import signal

# サブプロセスの PID を取得
pid = p.pid

# SIGKILL 信号を送信してプロセスを強制終了
os.kill(pid, signal.SIGKILL)

プラットフォーム固有のモジュール

一部のプラットフォームには、サブプロセスを制御するための独自のモジュールが用意されています。たとえば、Windows では、win32con と win32process モジュールを使用して、サブプロセスに信号を送信できます。

import win32con
import win32process

# サブプロセスのハンドルを取得
handle = p.pid

# SIGKILL 信号を送信してプロセスを強制終了
win32process.TerminateProcess(handle, win32con.SIGKILL)

サブプロセスとのパイプ通信

一部のケースでは、サブプロセスとのパイプ通信を使用して、信号を送信する代わりに、サブプロセスの動作を制御することができます。

import subprocess

# サブプロセスを作成
p = subprocess.Popen(['myprogram'], stdin=PIPE)

# "STOP" メッセージを送信してプロセスを一時停止
p.stdin.write(b'STOP\n')

# "CONT" メッセージを送信してプロセスを再開
p.stdin.write(b'CONT\n')

# プロセスの終了を待つ
p.wait()

最適な代替方法を選択する

subprocess.Popen.send_signal() の代替方法を選択する際には、次の要素を考慮する必要があります。

必要とされる制御レベル
サブプロセスとの通信方法
使用しているプラットフォーム

一般的には、os.kill() 関数は、シンプルで移植性の高いソリューションが必要な場合に適しています。プラットフォーム固有のモジュールは、より多くの制御と機能を提供する場合がありますが、特定のプラットフォームにのみ使用できます。パイプ通信は、サブプロセスとの緊密な統合が必要な場合に適しています。

サブプロセスを操作する前に、使用しているプラットフォームのドキュメントを参照してください。
これらの代替方法は、subprocess.Popen.send_signal() 関数と同じように動作するとは限らないことに注意してください。