如何在Shell中让命令获取自身PID并作为命令行参数传入？

我在Shell脚本或交互场景中，有时需要获取当前运行命令自身的进程ID（PID），并把这个PID作为参数传给该命令。比如期望实现这样的效果：

% /bin/echo I am process $WHATEVER
I am process 123

这里要打印的是echo进程自己的PID，而不是启动它的bash进程的PID。

常见错误尝试 #

用$$变量（无效） #

$$代表的是Shell自身的PID，哪怕每次都启动新的echo进程，输出的数字也不会变：

% /bin/echo $$
1234
% /bin/echo $$
1234

（注：这里调用/bin/echo是为了确保它作为独立进程运行，而非Shell内置的echo命令）

显式创建子shell（仍无法获取命令PID） #

就算用子shell包裹命令，$$也会被特殊处理，返回的还是父Shell的PID：

% (/bin/echo $$)
1234

bash有个扩展变量$BASHPID，能获取子shell的PID，但这也不是echo命令自身的PID：

% (/bin/echo $BASHPID)
9784

可行解决方案 #

因为Shell会先展开变量再fork新进程，所以没法直接用一个类似$WHATEVER的变量直接获取新进程的PID。但可以通过以下方式实现需求：

方法1：子shell+exec替换进程（简洁可靠） #

利用子shell启动后，用exec让目标命令替换掉子shell进程，此时$BASHPID就会是目标命令的PID：

% (exec /bin/echo I am process $BASHPID)
I am process 5678

原理是子shell启动后，exec会用/bin/echo覆盖当前子shell进程，此时$BASHPID对应的就是echo进程的PID。

方法2：临时文件传递PID（适合脚本场景） #

如果是在脚本中，可以通过后台进程+临时文件的方式传递PID：

#!/bin/bash
temp_pid=$(mktemp)
# 启动后台进程，读取临时文件中的PID
/bin/echo I am process $(cat $temp_pid) &
# 将后台进程的PID写入临时文件
echo $! > $temp_pid
# 等待进程执行完成
wait
# 清理临时文件
rm $temp_pid

这种方法适合脚本场景，但交互使用不如第一种简洁。

方法3：用ps实时查找（不推荐） #

可以尝试在命令执行瞬间用ps查找PID，但这种方法存在竞态条件，如果同一时间有多个同名进程运行，结果会不准确：

% /bin/echo I am process $(ps -o pid= -C echo | tail -n1)

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Ed Avis