c - 如何等待非子进程退出

Question

对于子进程，wait()andwaitpid()函数可用于暂停当前进程的执行，直到子进程退出。但是这个函数不能用于非子进程。

是否有另一个函数可以等待任何进程的退出？

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没有什么相当于wait()。通常的做法是轮询使用kill(pid, 0)并寻找返回值 -1 和errnoofESRCH来指示进程已经消失。

更新：由于 linux 内核 5.3 有一个pidfd_open系统调用，它为给定的 pid 创建一个 fd，可以在 pid 退出时对其进行轮询以获取通知。

score 14 · Accepted Answer

在 BSD 和 OS X 上，您可以使用 kqueue 和 EVFILT_PROC+NOTE_EXIT 来做到这一点。无需投票。不幸的是，没有 Linux 等价物。

score 14 · Accepted Answer

到目前为止，我已经找到了三种在 Linux 上执行此操作的方法：

轮询：您经常检查进程是否存在，通过使用kill或测试是否存在/proc/$pid，就像在大多数其他答案中一样
使用ptrace系统调用像调试器一样附加到进程，以便在退出时收到通知，如a3nm 的回答
使用netlink接口来监听PROC_EVENT_EXIT消息——这样每次进程退出时内核都会告诉你的程序，你只需等待正确的进程 ID。我只在互联网上的一个地方看到过这种描述。

无耻的插件：我正在开发一个程序（当然是开源的；GPLv2），它可以实现这三个中的任何一个。

score 7 · Accepted Answer

您还可以创建一个套接字或 FIFO 并读取它们。FIFO 尤其简单：将您孩子的标准输出与 FIFO 连接并读取。读取将阻塞，直到子退出（出于任何原因）或直到它发出一些数据。所以你需要一个小循环来丢弃不需要的文本数据。

如果您可以访问孩子的来源，请在 FIFO 启动时打开它进行写入，然后就忘记它。当子进程终止并且您等待的“父”进程将唤醒时，操作系统将清除打开的文件描述符。

现在，这可能是一个您没有开始或拥有的过程。在这种情况下，您可以将二进制可执行文件替换为启动真正二进制文件的脚本，但也如上所述添加监控。

score 4 · Accepted Answer

这是一种等待 linux 中的任何进程（不一定是子进程）退出（或被杀死）而不进行轮询的方法：

使用 inotify 等待 /proc'pid' 被删除将是完美的解决方案，但不幸的是，inotify 不适用于 /proc 之类的伪文件系统。但是，我们可以将它与进程的可执行文件一起使用。虽然该过程仍然存在，但该文件仍处于打开状态。所以我们可以使用 inotify 和 IN_CLOSE_NOWRITE 来阻塞直到文件关闭。当然，它也可以因其他原因而关闭（例如，如果另一个具有相同可执行文件的进程退出），因此我们必须通过其他方式过滤这些事件。

我们可以使用kill(pid, 0)，但这不能保证它是否仍然是同一个进程。如果我们真的对此感到偏执，我们可以做其他事情。

这是一种 100% 安全避免 pid 重用问题的方法：我们打开伪目录 /proc/'pid'，并保持打开状态直到完成。如果同时创建了具有相同 pid 的新进程，我们持有的目录文件描述符仍将引用原始的（或变为无效，如果旧进程不再存在），但永远不会引用新进程重用的pid。然后我们可以通过检查来检查原始进程是否仍然存在，例如使用 openat() 的目录中是否存在文件“cmdline”。当进程退出或被杀死时，这些伪文件也不再存在，因此 openat() 将失败。

这是一个示例代码：

// return -1 on error, or 0 if everything went well
int wait_for_pid(int pid)
{
    char path[32];
    int in_fd = inotify_init();
    sprintf(path, "/proc/%i/exe", pid);
    if (inotify_add_watch(in_fd, path, IN_CLOSE_NOWRITE) < 0) {
        close(in_fd);
        return -1;
    }
    sprintf(path, "/proc/%i", pid);
    int dir_fd = open(path, 0);
    if (dir_fd < 0) {
        close(in_fd);
        return -1;
    }

    int res = 0;
    while (1) {
        struct inotify_event event;
        if (read(in_fd, &event, sizeof(event)) < 0) {
            res = -1;
            break;
        }
        int f = openat(dir_fd, "fd", 0);
        if (f < 0) break;
        close(f);
    }

    close(dir_fd);
    close(in_fd);
    return res;
}

score 3 · Accepted Answer

您可以使用ptrace(2). 从外壳来看，strace -p PID >/dev/null 2>&1似乎工作。这避免了忙等待，尽管它会减慢被跟踪的进程，并且不会在所有进程上工作（只有你的，这比只有子进程好一点）。

score 1 · Accepted Answer

我不知道。除了混乱的解决方案之外，如果您可以更改要等待的程序，则可以使用信号量。

库函数是sem_open(3)，sem_init(3), sem_wait(3),...

sem_wait(3)执行等待，因此您不必像在混乱解决方案中那样忙于等待。当然，使用信号量会使您的程序更加复杂，而且可能不值得这么麻烦。

score 1 · Accepted Answer

也许可以等待 /proc/[pid] 或 /proc/[pid]/[something] 消失？

有 poll() 和其他文件事件等待函数，也许有帮助？

score 1 · Accepted Answer

从 linux 内核 5.3 开始，有一个pidfd_open系统调用，它为给定的 pid 创建一个 fd，可以在 pid 退出时轮询它以获取通知。

score 0 · Accepted Answer

只需轮询 /proc/[PID]/stat 的值 22 和 2。值 2 包含可执行文件的名称，而 22 包含开始时间。如果它们发生变化，则其他一些进程已采用相同（已释放）的 PID。因此该方法非常可靠。

score 0 · Accepted Answer

您可以使用eBPF来实现这一点。

该bcc工具包实现了许多基于eBPF. 其中，exitsnoop跟踪进程终止，显示命令名称和终止原因，退出或致命信号。

   It catches processes of all users, processes in containers,  as  well  as  processes  that
   become zombie.

   This  works by tracing the kernel sched_process_exit() function using dynamic tracing, and
   will need updating to match any changes to this function.

   Since this uses BPF, only the root user can use this tool.

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