GNU 时间内存输出也考虑子进程吗？

Question

运行 GNU time (

/usr/bin/time

) 并检查内存消耗时，其输出是否考虑了目标程序的子进程的内存使用情况？

在 GNU 的时间手册页中找不到任何内容。

Answer 1

是的。

您可以轻松查看：

$ /usr/bin/time -f '%M' sh -c 'perl -e "\$y=q{x}x(2*1024*1024)" & wait'
8132
$ /usr/bin/time -f '%M' sh -c 'perl -e "\$y=q{x}x(8*1024*1024)" & wait'
20648

GNU time 在 Linux 上使用

wait4

系统调用（通过

wait3

glibc 包装器），虽然没有记录，但它在

struct rusage

中返回的资源使用情况还包括等待的进程的后代。您可以在 wait4

 中查看 

kernel/exit.c 的内核实现以了解所有详细信息：

$ grep -C2 RUSAGE_BOTH include/uapi/linux/resource.h
#define RUSAGE_SELF     0
#define RUSAGE_CHILDREN (-1)
#define RUSAGE_BOTH     (-2)            /* sys_wait4() uses this */
#define RUSAGE_THREAD   1               /* only the calling thread */

FreeBSD 和 NetBSD 还有一个

wait6

系统调用，它返回等待的进程及其后代的单独信息。他们还清楚地记录了

wait3

和

wait4

返回的 rusage 还包括孙子。

Answer 2

答案部分取决于正在计时的程序的行为。是的，

time

确实使用了

wait4()

系统调用，并且该系统调用返回子进程及其孙子进程的资源使用情况（包括消耗的CPU时间），但仅适用于已启用

wait()

的孙子进程。如果孙子们从来没有被侍候过，那么他们的资源使用量就不会被计算在内。

这意味着，如果

time

正在监视的程序创建了子进程，但

wait()

没有在这些子进程上运行，则

time

不包括这些子进程使用的 CPU 时间。

我们可以通过一个小示例程序来看到这一点，该程序创建一个消耗一些 CPU 的子进程，并且可以选择在终止之前等待子进程（父进程消耗的 CPU 时间可以忽略不计）：

/* burner.c */
#include <sys/wait.h>
#include <stdlib.h>
#include <unistd.h>

int
main(int argc, char *argv[])
{
    int nloops = argc > 1 ? atoi(argv[1]) : 1;

    /* Use a pipe to ensure that parent can wait until child loop has completed. */

    int pfd[2];
    pipe(pfd);

    if (fork() == 0) {
        /* CHILD */
        for (volatile int j = 0; j < nloops; j++)
            for (volatile int k = 0; k < 1000000000; k++)
                continue;
        close(pfd[1]);
        exit(EXIT_SUCCESS);
    }

    /* PARENT */

    close(pfd[1]);
    char ch;
    read(pfd[0], &ch, 1);       // Wait for child to close pipe

    /* If a second command-line argument was supplied, wait() on child */

    if (argc > 2)
        wait(NULL);

    exit(EXIT_SUCCESS);
}

如果在没有第二个命令行参数的情况下运行，程序不会等待其子进程：

$ /bin/time -p ./burner 10
real 2.68
user 0.00
sys 0.00

请注意，

user

和

sys

CPU 时间为 0。

如果使用第二个命令行参数运行，程序会等待其子进程，我们看到

time

确实显示了子进程消耗的 CPU 时间：

$ /bin/time -p ./burner 10 w
real 2.66
user 2.66
sys 0.00