getrusage()获取子进程RSS值不准确的技术问题排查

核心原因 #

• 你用fork()后调用shell执行目标程序时，getrusage(RUSAGE_CHILDREN)仅统计了shell进程本身的RSS，而非目标程序的内存使用。因为shell作为直接子进程，fork出目标程序后会快速退出，目标程序随即成为孤儿进程被init接管，不再属于当前进程的子进程组，因此RUSAGE_CHILDREN无法捕获到它的内存数据。
• Python的subprocess默认会跟踪所有子进程（包括shell启动的子进程），且resource.getrusage在合适时机获取了整个子进程树的内存使用，所以结果准确。

解决方法 #

方法1：跳过shell直接执行目标程序 #

不通过shell中转，直接在fork()后的子进程里用execvp或execve执行目标程序，让目标程序成为直接子进程，getrusage(RUSAGE_CHILDREN)就能统计到它的内存数据：

#include <sys/wait.h>
#include <sys/resource.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // 直接执行目标程序，替换当前子进程
        execvp("./target_program", nullptr);
        // exec失败才会走到这里
        perror("execvp failed");
        _exit(1);
    } else if (pid > 0) {
        wait(NULL); // 等待子进程退出
        struct rusage usage;
        getrusage(RUSAGE_CHILDREN, &usage);
        std::cout << "RSS: " << usage.ru_maxrss << " KB" << std::endl;
    } else {
        perror("fork failed");
        return 1;
    }
    return 0;
}

方法2：跟踪整个子进程树（适用于必须通过shell执行的场景） #

如果需要shell解析命令行参数、通配符等，可通过以下方式跟踪目标进程：

• 在shell启动目标程序时，获取目标进程的PID，用waitpid等待它退出，再通过/proc/[pid]/statm或针对单个进程调用getrusage获取内存数据。
• 或使用ptrace跟踪子进程创建，捕获所有子进程PID后统一统计内存使用（该方式实现复杂度较高）。

方法3：用wait4结合进程组等待 #

通过设置进程组，让shell和目标程序同属一个进程组，再用waitpid等待整个进程组退出，确保getrusage能统计到所有相关进程的内存：

#include <sys/wait.h>
#include <sys/resource.h>
#include <unistd.h>
#include <iostream>

int main() {
    pid_t pid = fork();
    if (pid == 0) {
        // 设置进程组，让shell和目标程序同组
        setpgid(0, 0);
        // 通过shell执行目标程序
        execl("/bin/sh", "sh", "-c", "./target_program", nullptr);
        perror("execl failed");
        _exit(1);
    } else if (pid > 0) {
        struct rusage usage;
        // 等待整个进程组退出
        waitpid(-pid, NULL, 0);
        getrusage(RUSAGE_CHILDREN, &usage);
        std::cout << "RSS: " << usage.ru_maxrss << " KB" << std::endl;
    } else {
        perror("fork failed");
        return 1;
    }
    return 0;
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Siddharth Mohanty