python如何在Linux中看似没有正常系统调用的情况下确定PID？答案

【问题标题】：How does python determine the PID seemingly without normal system calls in Linux?python如何在Linux中看似没有正常系统调用的情况下确定PID？
【发布时间】：2018-09-18 04:24:52
【问题描述】：

运行以下命令时

strace -f python3 -c 'import os; print(os.getpid())'

我注意到 strace 没有捕捉到对getpid(2) 系统调用的调用。我首先认为这是由于 glibc 缓存了 pid，但是如果没有至少一个真正的系统调用，就不应该有一个 pid 供 libc 缓存。然后我认为可能是 vdso 是罪魁祸首，但是运行通过 libc 进行此系统调用的 C 程序在跟踪时会显示 getpid 调用。终于放弃了，查了一下os.getpidpython模块的源码，貌似是在Modules/posixmodule.c中定义的。令我惊讶的是（以及随后的困惑），它正常调用getpid！

所以我的问题是：python如何确定os.getpid的结果？如果确实通过调用getpid 获得了这样的值，那么该调用实际上是如何进行的？

【问题讨论】：

strace -e trace=getpid -f python3 -c 'import os; print(os.getpid())' 在我测试时显示了对 getpid 系统调用的两次调用。
@Shawn：很奇怪。我刚刚在两个不同的系统上使用额外的trace=getpid 测试了 strace（不幸的是，两者都是相同版本的 ubuntu，16.04）。两者都打印 PID，但没有显示对 getpid 的调用；只有 '+++ 以 0 +++ 退出'。
@Shawn：你用的是什么系统？是否启用了 vdso？
Arch 和 ubuntu 18.04。
@jww：也许吧，但从github.com/torvalds/linux/blob/v3.19/include/uapi/linux/… 看来，系统似乎没有将PID 作为辅助向量值公开给用户。 x86 值似乎也不包括 PID...它也没有解释为什么 ubuntu 18.04 进行调用而 16.04 没有：/

标签： python linux system-calls strace vdso

【解决方案1】：

The way the vdso works 是将特定于进程的变量映射到 vdso 函数知道如何读取的用户空间。其中之一是当前进程 ID，因此 gettimeofday 无需进行系统调用即可访问该信息。

现在，专门针对getpid，它实际上不是 VDSO 调用。在 2.25 之前的 glibc 中，该库会缓存调用，并且由于部分 Python 运行时调用 getpid，因此在第一次之后不会再调用它。从 2.25 开始，该库不再缓存进程 ID，因此每个 getpid 调用都会导致一个系统调用。

【讨论】：

能否请您扩展您的答案以包括为什么据报道getpid 出现在 18.04 和其他系统上？ ptrace 是否获得了跟踪 vdso 调用的能力，还是 python 以某种方式颠覆了 vdso 并直接进行调用？
有趣。事实证明，18.04 中的 glibc 更改删除了缓存，因此每个 getpid 调用都会导致系统调用。我已经更新了答案。谢谢！
这引发的问题比它回答的要多（为什么我的测试 C 程序在跟踪时显示getpid）但这个答案似乎是最有可能的。我稍后会进一步调查。谢谢你的回答，我的 unix 人！
我认为改变的仍然是 PID 缓存。 C 运行时根本不会调用 getpid，而 Python 会调用，因此 C 程序将显示第一个 getpid 调用以及所有库版本中的每个后续调用，而 Python 只会显示所有版本中的第一个调用，并且随后的调用仅在 glibc 2.25 和更新版本中。具有多个 getpid 调用的 C 程序也可能很有趣。