确定（Windows）上是否存在PID的快速方法？

Question

我意识到“快速”有点主观，所以我将结合一些上下文进行解释。我正在开发一个名为 psutil 的 Python 模块，用于以跨平台方式读取进程信息。其中一个函数是 pid_exists(pid) 函数，用于确定 PID 是否在当前进程列表中。

现在我正在以显而易见的方式执行此操作，使用EnumProcesses() 拉取进程列表，然后遍历列表并查找 PID。但是，一些简单的基准测试表明，这比基于 UNIX 的平台（Linux、OS X、FreeBSD）上的 pid_exists 函数要慢得多，我们使用 kill(pid, 0) 和 0 信号来确定 PID 是否存在。额外的测试表明 EnumProcesses 几乎一直在占用。

有谁知道比使用 EnumProcesses 确定 PID 是否存在更快的方法？我尝试了OpenProcess() 并检查打开不存在的进程是否有错误，但结果证明这比遍历 EnumProcesses 列表慢 4 倍以上，所以也解决了。还有其他（更好的）建议吗？

注意：这是一个 Python 库，旨在避免第三方库依赖，如 pywin32 扩展。我需要一个比我们当前代码更快的解决方案，并且不依赖于 pywin32 或标准 Python 发行版中不存在的其他模块。

编辑：澄清一下 - 我们很清楚读取过程信息中存在固有的竞争条件。如果在数据收集过程中流程消失或遇到其他问题，我们会引发异常。 pid_exists() 函数并非旨在取代正确的错误处理。

更新：显然我之前的基准测试存在缺陷 - 我用 C 语言编写了一些简单的测试应用程序，并且 EnumProcesses 始终运行速度较慢并且 OpenProcess（与 GetProcessExitCode 一起使用，以防 PID 有效但进程有停止）实际上是更快而不是更慢。

Answer 1

OpenProcess 可以告诉你没有枚举所有。我不知道有多快。

编辑：请注意，即使您从OpenProcess 获得句柄，您也需要GetExitCodeProcess 来验证进程的状态。

Answer 2

事实证明，我的基准测试显然存在某种缺陷，因为后来的测试表明 OpenProcess 和 GetExitCodeProcess 毕竟比使用 EnumProcesses 快得多。我不确定发生了什么，但我做了一些新的测试并验证这是更快的解决方案：

int pid_is_running(DWORD pid)
{
    HANDLE hProcess;
    DWORD exitCode;

    //Special case for PID 0 System Idle Process
    if (pid == 0) {
        return 1;
    }

    //skip testing bogus PIDs
    if (pid < 0) {
        return 0;
    }

    hProcess = handle_from_pid(pid);
    if (NULL == hProcess) {
        //invalid parameter means PID isn't in the system
        if (GetLastError() == ERROR_INVALID_PARAMETER) { 
            return 0;
        }

        //some other error with OpenProcess
        return -1;
    }

    if (GetExitCodeProcess(hProcess, &exitCode)) {
        CloseHandle(hProcess);
        return (exitCode == STILL_ACTIVE);
    }

    //error in GetExitCodeProcess()
    CloseHandle(hProcess);
    return -1;
}

请注意，您确实需要使用GetExitCodeProcess()，因为OpenProcess() 将在最近死亡的进程上成功，因此您不能假设有效的进程句柄意味着该进程正在运行。

另请注意，OpenProcess() 对于任何有效 PID 的 3 以内的 PID 都会成功（请参阅Why does OpenProcess succeed even when I add three to the process ID?）

Answer 3

使用 pid_exists 函数有一个固有的竞争条件：当调用程序开始使用答案时，进程可能已经消失，或者可能已经创建了具有查询 id 的新进程。我敢说，任何使用此功能的应用程序都存在设计缺陷，因此优化此功能是不值得的。

Answer 4

我会这样编写 Jay 的最后一个函数。

int pid_is_running(DWORD pid){
    HANDLE hProcess;
    DWORD exitCode;
    //Special case for PID 0 System Idle Process
    if (pid == 0) {
        return 1;
    }
    //skip testing bogus PIDs
    if (pid < 0) {
        return 0;
    }
    hProcess = handle_from_pid(pid);
    if (NULL == hProcess) {
        //invalid parameter means PID isn't in the system
        if (GetLastError() == ERROR_INVALID_PARAMETER) {
             return 0;
        }
        //some other error with OpenProcess
        return -1;
    }
    DWORD dwRetval = WaitForSingleObject(hProcess, 0);
    CloseHandle(hProcess); // otherwise you'll be losing handles

    switch(dwRetval) {
    case WAIT_OBJECT_0;
        return 0;
    case WAIT_TIMEOUT;
        return 1;
    default:
        return -1;
    }
}

主要区别在于关闭进程句柄（当该函数的客户端长时间运行时很重要）和进程终止检测策略。 WaitForSingleObject 让您有机会等待一段时间（将 0 更改为函数参数值）直到过程结束。