如果父进程仍在运行，子进程的 PID 是不是可供重用？

Posted 2023-02-22

【中文标题】如果父进程仍在运行，子进程的 PID 是不是可供重用？

【英文标题】：Does the PID of a child process become available for reuse if the parent process is still running?如果父进程仍在运行，子进程的 PID 是否可供重用？

【发布时间】：2015-12-11 19:11:02

【问题描述】：

我在基于 *nix 的操作系统上运行，并且有一个脚本可以同时启动多个进程。我的主要目标是同时启动这些进程，并为每个进程收集返回的退出状态。我发现使用wait(pid) 可以实现这一点，因为所有子进程都归父进程所有。但是，我担心一旦子进程（启动的并发进程之一）完成，它的 PID 将被释放并可以在系统内回收。

所以我想问题是，如果一个父进程同时启动多个子进程，是否会在父进程完成之前将完成的子进程的 PID 提供给系统用于回收之前 ?如果是这样，我怎样才能最好地获取每个子进程的退出状态？

下面的 bash 脚本示例：

local file=$1
local count=0
<files are split; and suffixed with aa,ab,ac,ad>

/home/text/concurrencyTest.sh $file-aa >> /home/text/$file-aa.log 2>&1 &
/home/text/concurrencyTest1.sh $file-ab >> /home/text/$file-ab.log 2>&1 &
/home/text/concurrencyTest2.sh $file-ac >> /home/text/$file-ac.log 2>&1 &
/home/text/concurrencyTest3.sh $file-ad >> /home/text/$file-ad.log 2>&1 &

for job in `jobs -p`
do
    echo "Job: $job"
    wait "$job"
    rc=$?
    echo "RC for $job is $rc"
    if [[ rc -ne 0 ]]; then
        FAIL[$count]="$job"
        ((count++))
    fi
done
if [[ $count -ne 0 ]]; then
    echo "ERROR: $count Job(s) Failed!"
    echo "Failed Process PID(s): $FAIL[@]"
    echo "Failed Processing for file: $file"
    return 1
fi

【参考方案1】：

当父进程调用 wait 或 waitpid（或该家族的任何其他函数，例如 wait3、wait4 等）时，子进程的 PID 变得可供重用。

当孩子死后，它作为僵尸留在后面——进程表中的一个条目，后面没有进程，它留在后面只是为了保留进程 ID 并存储退出状态。调用waitpid 会阻塞直到指定的子进程死亡（或者如果它已经死亡，则立即返回），检索子进程的状态代码，并收获僵尸（即删除进程表条目，释放进程 ID 以供重用）。调用wait 是类似的，但只要一个子进程死亡就会返回。

如果父进程在进程死亡时忽略了SIGCHLD 信号，则该进程不会变成僵尸进程，它的 PID 会立即可供重用。父母相对于 SIGCHLD 的状态在其他方面很重要；参见例如POSIX 了解详细信息。

如果父进程在子进程之前死亡，则称子进程是 init 收养的孤儿，该进程的 PID 为 1。获取孤儿是 init 工作的一部分。

在 shell 脚本中，wait 内置函数是 wait 系统调用的包装器。如果脚本有多个子进程，wait 没有参数会阻塞，直到所有子进程都死掉，wait 有一些参数会阻塞，直到所有指定的进程都死掉（没有办法等到一个进程死掉而不指定哪个进程） )。如果wait $pid1 返回，则可能$pid2 已经死亡并已被另一个进程重用；然而，即使如此，shell 仍会跟踪$pid2 的状态码，随后的wait $pid2 将返回其状态码。不过，在此之前，您不应派生新的后台作业，以免在 $pid2 被重用于后台作业时造成混淆。

【讨论】：

太棒了！感谢您的答复。我的理解是，即使其中一个子进程 PID 可能已被回收并用于系统内的其他内容（因为它以某种状态退出），随后的等待 $pid2 仍将为子进程返回正确的退出状态处理我关心的PID。这是因为 shell 在退出时维护子进程的状态，即使 PID 可能已被回收。再次感谢！

如果 $pid2 的 PID 已被回收并用于父级外部启动的单独后台进程，后续等待 $pid2 是否仍会返回正确的状态码过程？

@mjshort 如果$pid2 已被该shell 的后台作业以外的任何东西回收，则shell 甚至不会知道它，它只会返回它存储的值。只有在两个未等待的后台作业最终具有相同的 PID 的情况下才会出现问题，并且只有在第一个作业死亡并且脚本执行了 wait 后第二个作业被分叉时才会发生这种情况内置用于不同的 PID。