仅通过 /proc 文件系统，如何找出 Linux 进程的所有子进程？

Linux

2024-03-17 20:55:35

如何仅通过 /proc 文件系统查找 Linux 系统中给定进程的所有子进程

作为一名经验丰富的程序员和技术作家，我经常需要深入了解 Linux 系统的内部工作原理。在一次这样的探索中，我遇到了一个有趣的挑战：仅通过访问 /proc 文件系统，来查找给定进程的所有子进程。

问题陈述

/proc 文件系统是 Linux 内核的一个虚拟文件系统，它提供了有关系统中正在运行的进程和内核的详细信息。我想了解是否可以通过只访问 /proc 文件系统，来找到一个进程的所有子进程，而不需要使用诸如 pstree 之类的工具。

潜在解决方案

经过一番研究，我发现自 2012 年以来，可以通过 /proc/PID/task/XXX/children 查找子进程。大多数进程只有一个任务，但有些进程有多个任务。似乎总有一个任务的 ID 等于进程的 ID，我们称之为“特殊任务”。

“特殊任务”的意义

为了了解“特殊任务”在查找子进程中的作用，我们首先需要了解子进程和任务之间的关系。在 Linux 系统中，每个进程都由一个或多个任务组成。任务是执行进程代码的实际实体。子进程是父进程创建的具有自己唯一 ID 的新进程。

关键在于，子进程共享其父进程的名称空间，包括 /proc 目录。这意味着子进程在其自己的 /proc 目录中具有指向其所有任务的信息。

那么，为什么“特殊任务”很重要呢？“特殊任务”是具有与进程 ID 相同的任务 ID 的任务。它包含该进程所有子进程的任务 ID 列表。因此，通过检查“特殊任务”，我们可以获取有关给定进程的所有子进程的完整列表，而无需遍历所有任务。

步骤

为了查找进程 ID 为 p 的进程的所有子进程，我们可以执行以下步骤：

访问 /proc/p/task/p/children 文件。
读取该文件，该文件包含一个以逗号分隔的任务 ID 列表。
解析任务 ID 列表，获取每个子进程的详细信息。

示例代码

为了帮助您实施此解决方案，我提供了一个 Python 代码片段：

import os

def get_child_processes(pid):
  """
  获取指定进程的所有子进程。

  参数：
    pid：进程 ID。

  返回：
    子进程的任务 ID 列表。
  """

  # 访问“特殊任务”的 children 文件。
  children_file = f"/proc/{pid}/task/{pid}/children"

  # 读取任务 ID 列表。
  with open(children_file, "r") as f:
    task_ids = f.read().strip().split(",")

  # 返回任务 ID 列表。
  return task_ids