快速确定 PID 是否存在于 (Windows) 上？

Question

我意识到“快”有点主观，所以我会用一些上下文来解释。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。

现在我正在以明显的方式执行此操作，使用 EnumProcesses() 来提取进程列表，然后通过列表进行交互并查找 PID。然而，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 函数慢得多，在这些平台上，我们使用带有 0 信号的

kill(pid, 0)

来确定 PID 是否存在。额外的测试表明 EnumProcesses 几乎一直占用着时间。

有人知道比使用 EnumProcesses 更快的方法来确定 PID 是否存在吗？我尝试了 OpenProcess() 并检查打开不存在进程的错误，但这比迭代 EnumProcesses 列表慢 4 倍以上，所以这也是问题。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项，例如 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。如果该过程在数据收集过程中消失或遇到其他问题，我们会提出异常。 pid_exists() 函数并不是为了取代正确的错误处理。

更新：显然我之前的基准测试是有缺陷的 - 我用 C 和 EnumProcesses 编写了一些简单的测试应用程序，结果始终较慢，而 OpenProcess（与 GetProcessExitCode 结合使用，以防 PID 有效但进程已停止）实际上要快得多 不慢。

Answer 1

OpenProcess 可以告诉您无需枚举所有内容。我不知道有多快。

编辑：请注意，即使您从 GetExitCodeProcess 获得了句柄，您也需要

OpenProcess

 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()

 会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，对于任何有效 PID 的 3 以内的 PID，

OpenProcess()

 都会成功（请参阅

为什么即使我向进程 ID 添加 3，OpenProcess 也会成功？）

Answer 3

使用 pid_exists 函数存在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在设计上都有缺陷，因此优化此功能是不值得的。

Answer 4

我会用这种方式编写 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），直到进程结束。