シェルスクリプトでサブシェルのプロセスIDを取る方法

Million Dollar Bash: Bob Dylan, the Band, and the Basement Tapes

パイプとか$()とかで生成するサブシェルのIDを取得する方法について。

PID, PPID
関数の場合
サブシェルとして実行された関数内でのほんとのPIDを取得する方法
PIDが初期化されてるプロセスでの$SHELL...について
Bash Version 4の場合
Zshの場合
まとめ

PID, PPID

通常、スクリプトでもコマンドラインでも、自分のプロセスIDは$$に入っています。 (以下、特記がないものはMac OS X 10.9でBash 3.2.51でやっています。)

また、$PPIDには自分の親プロセスのIDが入っています。

なので、

ppid.sh

#!/usr/bin/env bash
echo PPID=$PPID, PID=$$

こんなスクリプトを作って実行すると

$ echo PPID=$PPID, PID=$$
PPID=26005, PID=26051
$ ./ppid.sh
PPID=26051, PID=34768

こんな感じで、スクリプト実行でサブシェルが立ち上がるので、スクリプト内においては親プロセスがコマンドラインでのプロセスIDなってることが分かります。

関数の場合

上のスクリプトを関数にして

$ get_ids () { echo PPID=$PPID, PID=$$; }

こんな感じで定義すると、

$ echo PPID=$PPID, PID=$$
PPID=26005, PID=26051
$ get_ids
PPID=26005, PID=26051

と今度は同じ値を返します。関数を呼ぶ場合は関数の中身も同じプロセスとして実行されてる、ということ。

ここで、上のコマンドをパイプでも$()でもいいのでサブシェルとして実行してみてもスクリプトを実行した時と同じく新たなPIDが割り振られてる気がするんですが

$ echo test| get_ids
PPID=26005, PID=26051
$ echo "$(get_ids)"
PPID=26005, PID=26051

となり、上と同じ値を示します。

実際に同じかどうか、psで見てみます。

$ show_ps () { ps -a -o ppid,pid,pgid,tty,comm; echo;}
$ show_ps
 PPID   PID  PGID TTY      COMM
...
26005 26051 26051 ttys003  /bin/bash
26051 78054 78054 ttys003  ps
...
$ echo "$(show_ps)"
 PPID   PID  PGID TTY      COMM
...
26005 26051 26051 ttys003  /bin/bash
26051 79211 26051 ttys003  /bin/bash
79211 79212 26051 ttys003  ps
...

こんな感じで$()で実行した時は1つbashのプロセスが生まれて、その下で psが実行されています。(以下psの結果はここで試してた時に使っていた関係あるttys003以外のttyのプロセスは削除してかいてあります)

パイプや$()として起動されたプロセスはBashとしての初期化が行われないので、 PID等のシェル変数が再定義されず親の物をそのまま引き継いでしまう様です。

サブシェルとして実行された関数内でのほんとのPIDを取得する方法

直接$$の変数が使えないわけですが、この関数の中でシェルを1つ立ち上げてその親を見てあげると結果的に関数自体のPIDを得ることが出来ます。

$ get_pid () { $SHELL -c 'echo $PPID';}
$ get_pid
26051
$ echo "$(show_ps;echo pid in func;get_pid;)"
 PPID   PID  PGID TTY      COMM
26005 26051 26051 ttys003  /bin/bash
26051 96877 26051 ttys003  /bin/bash
96877 96878 26051 ttys003  ps

pid in func
96877

こんな感じで最後に96877と、確かに2番めのbashのPIDが取得出来ています。

ただし、注意として、PIDを得たいときに、

$ echo "$( pid=$(get_pid);echo PID=$pid)"

などとしてしまうとpidはさらに下のプロセスに行ってしまうので上手く行きません。

ので、使いたい時はファイルに一時書き出しして、みたいにするしかないでしょうか？ (結局うまい方法が思い浮かばなかった。。。)

PIDが初期化されてるプロセスでの`$SHELL...`について

$ get_pid () { $SHELL -c 'echo $PPID';}

という関数なのですが、これを関数として定義すると、コマンドラインから実行してもサブシェル内で実行しても 1つ下でシェルを起動してその中下で親プロセスを見るので上に書いた様に新しく起動したプロセスIDになります。

ただ、これを関数でなく、直接コマンドを打つと

$ echo $$
26051
$ $SHELL -c 'echo $PPID'
26051
$ echo "$($SHELL -c 'echo $PPID')"
26051

と上と違ってサブシェルが立ち上がって無い様に見えます。これを

$ ($SHELL -c 'echo $PPID')
26051

の様に()だけにして実行してみても一緒。

psも単独でコマンドだけで見てみると

$ echo "$(ps -a -o ppid,pid,pgid,tty,comm)"
 PPID   PID  PGID TTY      COMM
26051 22526 26051 ttys003  ps
26005 26051 26051 ttys003  /bin/bash

となって、実際psコマンドが現在のコマンドラインプロセスの直下に動いています。ここに、なんでもいいんですが前後どちらかにコマンドを加えると

$ echo "$(ps -a -o ppid,pid,pgid,tty,comm;echo)"
 PPID   PID  PGID TTY      COMM
26051 24146 26051 ttys003  /bin/bash
24146 24147 26051 ttys003  ps
26005 26051 26051 ttys003  /bin/bash

というふうに、psの時点でサブシェルが出来ててpsコマンドもその下に出来ます。

他にも

$ echo "$(sleep 10)"

として他から覗いて見ると、bashのプロセスはこのttyで一つだけで

$ echo "$(sleep 10;echo)"

とするともうひとつbashのプロセスが出てきてその下にsleepが動いていました。

一方、サブシェル下で同じようなことをしてみると

$ echo "$(echo "$(ps -a -o ppid,pid,pgid,tty,comm)")"
 PPID   PID  PGID TTY      COMM
26005 26051 26051 ttys003  /bin/bash
26051 28170 26051 ttys003  /bin/bash
28170 28171 26051 ttys003  /bin/bash
28171 28172 26051 ttys003  ps

$ echo "$(echo "$(ps -a -o ppid,pid,pgid,tty,comm;echo)")"
 PPID   PID  PGID TTY      COMM
26005 26051 26051 ttys003  /bin/bash
26051 31325 26051 ttys003  /bin/bash
31325 31326 26051 ttys003  /bin/bash
31326 31327 26051 ttys003  ps

と言った感じで単独コマンドでも最初からサブシェル下にさらにサブシェルを作ってそこの下で実行していることが分かります。

どうも、関数にしたり、複数コマンドが呼ばれる場合には$() ¹ の中にサブシェルがきちんと作られますが、中が単独コマンドだとサブシェルを立ち上げずに現在のプロセスの直下でコマンドを実行する様です。

この仕様についてman bashを読んでみてもいまいち分からなかったんですが、ちょっと気持ち悪い。。。 (きっと何か意味があると思うのですが。。。余計なプロセスを作りたくないだけ？)。

ちなみに、下に挙げてるBash Version 4やZsh (5.0.2)でも同じような結果になりました。