Linux 如何确定它将用于进程的下一个 PID？这个问题的目的是为了更好地理解 Linux 内核。不要害怕发布内核源代码。如果 PID 是按顺序分配的，Linux 如何填补空白？当它到达终点时会发生什么？
例如，如果我从 Apache 运行一个执行 <?php print(getmypid());?> 的 PHP 脚本，那么在点击刷新时，相同的 PID 将被打印几分钟。这段时间是 apache 接收到多少请求的函数。即使只有一个客户端，PID 最终也会改变。
当PID改变时，它会是一个接近的数字，但是如何接近呢？这个数字似乎并不完全是连续的。如果我执行ps aux | grep apache，我会得到相当多的进程：
Linux 如何选择下一个数字？之前的几个 PID 以及最近打印的 PID 仍在运行。 apache 是如何选择重用这些 PID 的？
【问题讨论】：
标签： linux apache linux-kernel kernel
我宁愿假设您观看的行为来自其他来源：
好的网络服务器通常有几个流程实例来平衡请求的负载。这些进程在一个池中进行管理，并在每次请求进入时分配给某个请求。为了优化性能，Apache 可能会将相同的进程分配给来自同一客户端的一系列顺序请求。在一定数量的请求之后，该进程被终止并创建一个新的。
我不相信 linux 会为顺序中的多个进程分配相同的 PID。
正如你所说，新的 PID 将接近最后一个，我猜 Linux 只是简单地为每个进程分配最后一个 PID + 1。但是有进程在后台一直弹出并被应用程序和系统终止程序，因此您无法预测接下来要启动的 apache 进程的确切数量。
除此之外，您应该不使用任何关于 PID 分配的假设作为您实施的基础。 （另见 sanmai 的评论。）
【讨论】：
大多数系统上的 PID are sequential。您可以通过自己在空闲机器上启动几个进程来看到这一点。
例如使用向上箭头历史调用重复运行打印其自己的 PID 的命令：
$ ls -l /proc/self
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Mar 15 19:32 /proc/self -> 21491
$ ls -l /proc/self
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Mar 15 19:32 /proc/self -> 21492
$ ls -l /proc/self
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Mar 15 19:32 /proc/self -> 21493
$ ls -l /proc/self
lrwxrwxrwx 1 root root 0 Mar 15 19:32 /proc/self -> 21494
不要依赖于此：出于安全原因，有些人运行的内核会花费额外的 CPU 时间来随机选择新的 PID。
【讨论】：
PID 可以随机分配。有a number of ways 来实现这一点。
【讨论】：
内核在 (RESERVED_PIDS, PID_MAX_DEFAULT) 范围内分配 PID。它在每个命名空间中按顺序执行（不同命名空间中的任务可以具有相同的 ID）。如果范围用完，则 pid 分配回绕。
一些相关代码：
for (i = ns->level; i >= 0; i--) {
nr = alloc_pidmap(tmp);
if (nr < 0)
goto out_free;
pid->numbers[i].nr = nr;
pid->numbers[i].ns = tmp;
tmp = tmp->parent;
}
static int alloc_pidmap(struct pid_namespace *pid_ns)
{
int i, offset, max_scan, pid, last = pid_ns->last_pid;
struct pidmap *map;
pid = last + 1;
if (pid >= pid_max)
pid = RESERVED_PIDS;
/* and later on... */
pid_ns->last_pid = pid;
return pid;
}
请注意，内核上下文中的 PID 不仅仅是int 标识符；相关结构见/include/linux/pid.h。除了 id 之外，它还包含具有该 id 的任务列表、引用计数器和用于快速访问的散列列表节点。
PID 在用户空间中不连续出现的原因是内核调度可能会在您的进程的fork() 调用之间分叉一个进程。事实上，这很常见。
【讨论】：