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在C和C++中，从父进程获取子进程列表（跨平台，无命令行）

ccross-platformdesktoppid
5
如何在C和C++中以跨平台的方式获取给定父进程ID的子进程ID列表，而不使用命令行？以下是我自己提供的答案，涵盖了Win32、macOS、Linux、FreeBSD、DragonFly BSD、OpenBSD、NetBSD和Darwin。
欢迎将我的代码转换为C解决方案（包括所需的本机API或POSIX），或使用不同的API或方法提供您自己的解决方案，但请勿使用诸如popen()或system()之类的内容。当然，支持更多平台的添加也是可以的，例如Illumos变体、移动平台等。
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你有没有考虑使用Qt或者POCO？ - Basile Starynkevitch
@BasileStarynkevitch 对于Qt，GPL/LGPL对一些人来说是一个巨大的障碍，我的背景是喜欢宽松许可证并且不需要付费。我从未听说过POCO，但你提供的链接页面现在无法加载，一旦我的互联网连接允许我将会去查看它。 - user4821390
1
抱歉，https://pocoproject.org/。 - Basile Starynkevitch
是的，似乎还有一个不免费的专业版。不过还是谢谢分享，免费版的 Boost 许可证看起来很有前途，而且并不是每个人都像我这么挑剔。我更喜欢尽可能多地在公司内部完成工作。 - user4821390
1个回答
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下面的代码大部分来自于我编写的此命令行应用程序。
Win32
#include <algorithm>
#include <vector>

#include "childpids.h"

#include <windows.h>
#include <tlhelp32.h>

using std::vector;

void ProcIdFromParentProcId(PROCID parentProcId, PROCID **procId, int *size) {
  vector<PROCID> vec; int i = 0;
  HANDLE hp = CreateToolhelp32Snapshot(TH32CS_SNAPPROCESS, 0);
  PROCESSENTRY32 pe = { 0 };
  pe.dwSize = sizeof(PROCESSENTRY32);
  if (Process32First(hp, &pe)) {
    do {
      if (pe.th32ParentProcessID == parentProcId) {
        vec.push_back(pe.th32ProcessID); i++;
      }
    } while (Process32Next(hp, &pe));
  }
  CloseHandle(hp);
  *procId = (PROCID *)malloc(sizeof(PROCID) * vec.size());
  if (procId) {
    std::copy(vec.begin(), vec.end(), *procId);
    *size = i;
  }
}

macOS 和 Darwin

#include <algorithm>
#include <vector>

#include "childpids.h"

#include <sys/proc_info.h>
#include <libproc.h>

using std::vector;

void ParentProcIdFromProcId(PROCID procId, PROCID *parentProcId) {
  proc_bsdinfo proc_info;
  if (proc_pidinfo(procId, PROC_PIDTBSDINFO, 0, &proc_info, sizeof(proc_info)) > 0) {
    *parentProcId = proc_info.pbi_ppid;
  }
}

void ProcIdFromParentProcId(PROCID parentProcId, PROCID **procId, int *size) {
  vector<PROCID> vec; int i = 0;
  int cntp = proc_listpids(PROC_ALL_PIDS, 0, nullptr, 0);
  vector<PROCID> proc_info(cntp);
  std::fill(proc_info.begin(), proc_info.end(), 0);
  proc_listpids(PROC_ALL_PIDS, 0, &proc_info[0], sizeof(PROCID) * cntp);
  // this Darwin API ^ lists them in reverse order from other platforms
  for (int j = cntp - 1; j >= 0; j--) {
    if (proc_info[j] == 0) { continue; }
    PROCID ppid; ParentProcIdFromProcId(proc_info[j], &ppid);
    if (proc_info[j] > 0 && ppid >= 0 && ppid == parentProcId) {
      vec.push_back(proc_info[j]); i++;
    }
  }
  *procId = (PROCID *)malloc(sizeof(PROCID) * vec.size());
  if (procId) {
    std::copy(vec.begin(), vec.end(), *procId);
    *size = i;
  }
}

Linux (链接参数：-lprocps)

// Note: Ubuntu/Debian need to install libprocps-dev for the development headers.
// All major Linux distros *should* have the actual library installed by default.
// Arch-Linux/Gentoo are exceptions if users did not install a DE which needs it.

#include <algorithm>
#include <vector>

#include "childpids.h"

#include <proc/readproc.h>

using std::vector;

void ProcIdFromParentProcId(PROCID parentProcId, PROCID **procId, int *size) {
  vector<PROCID> vec; int i = 0;
  PROCTAB *proc = openproc(PROC_FILLSTAT);
  while (proc_t *proc_info = readproc(proc, nullptr)) {
    if (proc_info->ppid == parentProcId) {
      vec.push_back(proc_info->tgid); i++;
    }
    freeproc(proc_info);
  }
  *procId = (PROCID *)malloc(sizeof(PROCID) * vec.size());
  if (procId) {
    std::copy(vec.begin(), vec.end(), *procId);
    *size = i;
  }
}

FreeBSD（使用以下连接：-lutil -lc）

#include <algorithm>
#include <vector>

#include <cstdlib>

#include "childpids.h"

#include <sys/types.h>
#include <sys/user.h>

#include <libutil.h>

using std::vector;

void ProcIdFromParentProcId(PROCID parentProcId, PROCID **procId, int *size) {
  vector<PROCID> vec; int i = 0; int cntp;
  if (kinfo_proc *proc_info = kinfo_getallproc(&cntp)) {
    for (int j = 0; j < cntp; j++) {
      if (proc_info[j].ki_ppid == parentProcId) {
        vec.push_back(proc_info[j].ki_pid); i++;
      }
    }
    free(proc_info);
  }
  *procId = (PROCID *)malloc(sizeof(PROCID) * vec.size());
  if (procId) {
    std::copy(vec.begin(), vec.end(), *procId);
    *size = i;
  }
}

DragonFly BSD （链接选项：-lkvm -lc）
#include <algorithm>
#include <vector>

#include <cstdlib>
#include <climits>

#include "childpids.h"

#include <fcntl.h>

#include <sys/param.h>
#include <sys/sysctl.h>
#include <sys/user.h>

#include <kvm.h>

using std::vector;

void ProcIdFromParentProcId(PROCID parentProcId, PROCID **procId, int *size) {
  vector<PROCID> vec; int i = 0;
  char errbuf[_POSIX2_LINE_MAX];
  static kvm_t *kd = nullptr; kinfo_proc *proc_info = nullptr;
  const char *nlistf, *memf; nlistf = memf = "/dev/null";
  kd = kvm_openfiles(nlistf, memf, nullptr, O_RDONLY, errbuf); if (!kd) return;
  int cntp = 0; if ((proc_info = kvm_getprocs(kd, KERN_PROC_ALL, 0, &cntp))) {
    for (int j = 0; j < cntp; j++) {
      if (proc_info[j].kp_pid > 0 && proc_info[j].kp_ppid >= 0 && 
        proc_info[j].kp_ppid == parentProcId) {
        vec.push_back(proc_info[j].kp_pid); i++;
      }
    }
  }
  kvm_close(kd);
  *procId = (PROCID *)malloc(sizeof(PROCID) * vec.size());
  if (procId) {
    std::copy(vec.begin(), vec.end(), *procId);
    *size = i;
  }
}

OpenBSD（链接选项：-lkvm -lc）

#include <algorithm>
#include <vector>

#include <cstdlib>
#include <climits>

#include "childpids.h"

#include <sys/param.h>
#include <sys/sysctl.h>
#include <sys/user.h>

#include <kvm.h>

using std::vector;

void ProcIdFromParentProcId(PROCID parentProcId, PROCID **procId, int *size) {
  vector<PROCID> vec; int i = 0;
  char errbuf[_POSIX2_LINE_MAX]; int cntp = 0;
  static kvm_t *kd = nullptr; kinfo_proc *proc_info = nullptr; 
  kd = kvm_openfiles(nullptr, nullptr, nullptr, KVM_NO_FILES, errbuf); if (!kd) return;
  if ((proc_info = kvm_getprocs(kd, KERN_PROC_ALL, 0, sizeof(struct kinfo_proc), &cntp))) {
    // this API ^ on OpenBSD lists the them in reverse order like Darwin
    for (int j = cntp - 1; j >= 0; j--) {
      if (proc_info[j].p_pid > 0 && proc_info[j].p_ppid >= 0 &&
        proc_info[j].p_ppid == parentProcId) {
        vec.push_back(proc_info[j].p_pid); i++;
      }
    }
  }
  kvm_close(kd);
  *procId = (PROCID *)malloc(sizeof(PROCID) * vec.size());
  if (procId) {
    std::copy(vec.begin(), vec.end(), *procId);
    *size = i;
  }
}

NetBSD（链接时需使用：-lkvm -lc）

#include <algorithm>
#include <vector>

#include <cstdlib>
#include <climits>

#include "childpids.h"

#include <sys/param.h>
#include <sys/sysctl.h>

#include <kvm.h>

using std::vector;

void ProcIdFromParentProcId(PROCID parentProcId, PROCID **procId, int *size) {
  vector<PROCID> vec; int i = 0;
  char errbuf[_POSIX2_LINE_MAX]; int cntp = 0;
  static kvm_t *kd = nullptr; kinfo_proc2 *proc_info = nullptr;
  kd = kvm_openfiles(nullptr, nullptr, nullptr, KVM_NO_FILES, errbuf); if (!kd) return;
  if ((proc_info = kvm_getproc2(kd, KERN_PROC_ALL, 0, sizeof(struct kinfo_proc2), &cntp))) {
    // this API ^ on NetBSD lists the them in reverse order like Darwin and OpenBSD
    for (int j = cntp - 1; j >= 0; j--) {
      if (proc_info[j].p_pid > 0 && proc_info[j].p_ppid >= 0 &&
        proc_info[j].p_ppid == parentProcId) {
        vec.push_back(proc_info[j].p_pid); i++;
      }
    }
  }
  kvm_close(kd);
  *procId = (PROCID *)malloc(sizeof(PROCID) * vec.size());
  if (procId) {
    std::copy(vec.begin(), vec.end(), *procId);
    *size = i;
  }
}

childpids.h

#ifdef _WIN32
typedef unsigned long PROCID;
#else
typedef int PROCID;
#endif

void ProcIdFromParentProcId(PROCID parentProcId, PROCID **procId, int *size);

childpids.cpp

#include <iostream>
#include <vector>

#include <cstring>

#include "childpids.h"

using std::vector;

void PrintPidFromPpidRecursive(PROCID parentProcId) {
  PROCID *procId; int size;
  ProcIdFromParentProcId(parentProcId, &procId, &size);
  if (procId) {
    for (int i = 0; i < size; i++) {
      if (procId[i] == 0) { break; }
      PrintPidFromPpidRecursive(procId[i]);
      std::cout << procId[i] << std::endl;
    }
    free(procId);
  }
}

int main(int argc, char *argv[]) {
  PROCID parentProcId = (argc == 2) ? strtoul(argv[1], nullptr, 10) : 0;
  PrintPidFromPpidRecursive(parentProcId);
  return 0;
}
很难看出重点。父进程创建了所有这些子进程。为什么不在创建它们时就保存它们呢？这样你就要遍历整个进程树。 - user207421
该问题并不是询问如何从调用进程获取子进程ID。它询问如何从任意父进程ID获取子进程ID。如果您将现有的进程ID作为命令行参数传递，它不会遍历整个进程树。 - user4821390
PrintPidFromPpidRecursive()函数按照您所提到的递归树形式打印，但如果将任何高于零的命令行参数插入可执行文件中，则不会打印整个进程树。ProcIdFromParentProcId()函数不是递归的，可以作为答案独立存在。然而，有些人可能会发现递归很有用，因此我将其作为额外的理由来说明这可能有用。很难看出您的观点。 - user4821390
有趣的是：尽管进程交换器的进程ID为零，但根据操作系统，上述代码中的某些平台在其进程枚举函数中包括进程ID零，而其他平台则不包括。这很奇怪，因为使用kill()系统调用确实表明进程ID零在所有上述平台上都是有效的，除了Windows。 - user4821390
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