Rust进程控制库process_control的使用,高效管理子进程执行与资源监控

Rust进程控制库process_control的使用,高效管理子进程执行与资源监控

简介

process_control库允许运行带有资源限制的进程,例如运行时间,并可以选择在之后自动终止它。在Unix系统上,由于进程标识符在不使用时可以任意重新分配,实现自动终止非常困难。这个库可以防止意外终止其他进程的可能性。

资源限制的设置方法在ChildExt trait上可用,该trait为std::process::Child实现。每个方法都返回一个选项构建器,用于配置如何应用限制。

警告:这个库不应该用于安全目的。有许多方法可以绕过资源限制。这些限制仅用于对无害进程进行简单限制。

使用方法

在Cargo.toml中添加以下依赖:

[dependencies]
process_control = "5.1"

最低支持的Rust工具链版本是1.80.0。如果不想增加最低Rust版本要求,可以使用波浪号(~)限制:

[dependencies]
process_control = "~5.1"

完整示例代码

以下是一个使用process_control库管理子进程的完整示例:

use std::process::Command;
use process_control::{ChildExt, Control};

fn main() {
    // 创建一个子进程
    let mut child = Command::new("sleep")
        .arg("10")  // 让进程睡眠10秒
        .spawn()
        .expect("failed to spawn child process");

    // 设置子进程限制
    let output = child
        .with_time_limit(std::time::Duration::from_secs(5))  // 5秒时间限制
        .terminate_for_timeout()  // 超时后终止
        .wait()  // 等待进程结束
        .expect("failed to wait on child");

    // 检查是否因超时被终止
    if output.status.code().is_none() {
        println!("Process was terminated due to timeout");
    } else {
        println!("Process completed successfully");
    }
}

更多功能

process_control还提供其他资源限制功能,例如:

use std::process::Command;
use process_control::{ChildExt, Control};

fn main() {
    let mut child = Command::new("some_long_running_process")
        .spawn()
        .expect("failed to spawn child process");

    // 设置内存限制(仅限Unix系统)
    #[cfg(unix)]
    let output = child
        .with_memory_limit(1024 * 1024 * 100)  // 100MB内存限制
        .terminate_for_memory_limit()
        .wait()
        .expect("failed to wait on child");

    // 或者同时设置多个限制
    let output = child
        .with_time_limit(std::time::Duration::from_secs(10))
        .with_memory_limit(1024 * 1024 * 50)  // 50MB内存限制
        .terminate_for_timeout()
        .terminate_for_memory_limit()
        .wait()
        .expect("failed to wait on child");
}

完整示例demo

以下是一个结合时间和内存限制的完整示例:

use std::process::Command;
use std::time::Duration;
use process_control::{ChildExt, Control};

fn main() {
    // 启动一个潜在资源消耗大的进程
    let mut child = Command::new("python")
        .arg("-c")
        .arg("import time; x = 'a' * 100000000; time.sleep(20)")
        .spawn()
        .expect("Failed to start python process");

    // 设置10秒超时和50MB内存限制
    let result = child
        .with_time_limit(Duration::from_secs(10))
        .with_memory_limit(50 * 1024 * 1024)  // 50MB
        .terminate_for_timeout()
        .terminate_for_memory_limit()
        .wait();

    match result {
        Ok(output) => {
            if let Some(code) = output.status.code() {
                println!("Process exited with code: {}", code);
            } else {
                println!("Process was terminated by signal");
            }
        }
        Err(e) => {
            eprintln!("Error waiting for process: {}", e);
        }
    }
}

许可证

process_control采用MIT或Apache-2.0双重许可证。


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Rust进程控制库process_control的使用:高效管理子进程执行与资源监控

介绍

process_control是一个Rust库,提供了强大的子进程管理功能,包括执行控制、超时设置和资源监控。它是对标准库std::process模块的扩展,特别适合需要精细控制子进程执行的场景。

主要特性

  • 设置子进程执行超时
  • 监控子进程的内存和CPU使用情况
  • 跨平台支持(Linux/macOS/Windows)
  • 灵活的终止子进程方式

安装

在Cargo.toml中添加依赖:

[dependencies]
process_control = "0.4"

基本使用方法

1. 简单执行并等待子进程

use process_control::{ChildExt, Control, Output};

let output = std::process::Command::new("echo")
    .arg("Hello, process_control!")
    .controlled()
    .wait()
    .expect("failed to execute process");

println!("{}", String::from_utf8_lossy(&output.stdout));

2. 带超时的子进程执行

use std::time::Duration;
use process_control::{ChildExt, Control, Output};

let result = std::process::Command::new("sleep")
    .arg("5")
    .controlled()
    .time_limit(Duration::from_secs(2))
    .wait();

match result {
    Ok(output) => println!("Process completed successfully"),
    Err(e) => println!("Process failed or timed out: {}", e),
}

3. 监控资源使用

use std::time::Duration;
use process_control::{ChildExt, Control, Output, ResourceLimits};

let result = std::process::Command::new("my_memory_hungry_app")
    .controlled()
    .memory_limit(1024 * 1024 * 100) // 限制为100MB
    .cpu_limit(Duration::from_secs(5)) // 限制CPU时间为5秒
    .wait();

match result {
    Ok(output) => println!("Process completed within limits"),
    Err(e) => println!("Process exceeded limits: {}", e),
}

4. 获取详细的资源使用统计

use process_control::{ChildExt, Control, Output, ResourceUsage};

let child = std::process::Command::new("my_app")
    .spawn()
    .expect("failed to spawn process");

let output = child
    .controlled()
    .wait()
    .expect("failed to wait for process");

if let Some(usage) = output.resource_usage {
    println!("CPU time: {:?}", usage.cpu_time);
    println!("Max memory: {} KB", usage.memory / 1024);
}

高级用法

自定义终止行为

use std::time::Duration;
use process_control::{ChildExt, Control, Output, Termination};

let result = std::process::Command::new("my_app")
    .controlled()
    .time_limit(Duration::from_secs(10))
    .terminate_for_timeout(Termination::Kill) // 超时后直接kill而不是尝试优雅终止
    .wait();

组合多个限制条件

use std::time::Duration;
use process_control::{ChildExt, Control, Output};

let result = std::process::Command::new("my_app")
    .controlled()
    .time_limit(Duration::from_secs(30))
    .memory_limit(1024 * 1024 * 500) // 500MB
    .cpu_limit(Duration::from_secs(60)) // 60秒CPU时间
    .wait();

完整示例代码

下面是一个综合使用process_control库的完整示例:

use std::time::Duration;
use process_control::{ChildExt, Control, Output, ResourceUsage, Termination};

fn main() {
    // 示例1: 执行简单命令并获取输出
    let output = std::process::Command::new("echo")
        .arg("Hello from process_control!")
        .controlled()
        .wait()
        .expect("Failed to execute echo command");
    println!("Echo output: {}", String::from_utf8_lossy(&output.stdout));

    // 示例2: 带超时的进程执行
    let result = std::process::Command::new("sleep")
        .arg("3")
        .controlled()
        .time_limit(Duration::from_secs(1))
        .wait();
    
    match result {
        Ok(_) => println!("Sleep completed (unexpected)"),
        Err(e) => println!("Sleep timed out as expected: {}", e),
    }

    // 示例3: 资源限制和监控
    let child = std::process::Command::new("stress")
        .args(&["--cpu", "1", "--vm", "1", "--vm-bytes", "150M", "--timeout", "10s"])
        .spawn()
        .expect("Failed to spawn stress command");

    let output = child
        .controlled()
        .memory_limit(100 * 1024 * 1024) // 100MB内存限制
        .cpu_limit(Duration::from_secs(5)) // 5秒CPU时间限制
        .time_limit(Duration::from_secs(15)) // 15秒总时间限制
        .terminate_for_timeout(Termination::Kill) // 超时后直接kill
        .wait()
        .expect("Failed to wait for stress command");

    // 打印资源使用情况
    if let Some(usage) = output.resource_usage {
        println!("Resource usage statistics:");
        println!("CPU time: {:?}", usage.cpu_time);
        println!("Max memory used: {} KB", usage.memory / 1024);
    }

    // 检查进程退出状态
    if let Some(status) = output.status.code() {
        println!("Process exited with status: {}", status);
    }
}

注意事项

  1. 资源监控的准确性取决于平台支持
  2. Windows上的资源限制可能不如Unix系统精确
  3. 对于短期运行的进程,资源使用统计可能不准确

process_control库为Rust中的子进程管理提供了强大而灵活的工具,特别适合需要精细控制子进程执行时间和资源使用的场景。

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