Chương 06 — Process & Job control

1. Process là gì?

Khi bạn gõ ls, hệ điều hành tạo ra một process để chạy chương trình ls. Mỗi process có một số định danh duy nhất gọi là PID (Process ID). Khi process kết thúc, PID đó được giải phóng và có thể tái sử dụng cho process khác.

Parent & Child — quan hệ cây

Process không tự nhiên xuất hiện. Một process được sinh ra bởi một parent process thông qua hai bước cốt lõi của Unix:

• fork() — parent tự nhân bản mình thành 2 bản giống nhau (parent + child).
• exec() — child thay thế bộ nhớ của mình bằng chương trình mới (vd: ls).

Vì vậy mọi process đều có PPID (Parent PID). Toàn hệ thống là một cây process, gốc là launchd (macOS) hoặc systemd (Linux) với PID = 1.

Foreground vs Background

2. ps — list process

Lệnh ps in ra danh sách process đang chạy. Nó có nhiều phong cách flag (BSD vs SysV) hơi rối, nhưng 2 cách phổ biến nhất:

$ ps                  # chỉ process của shell hiện tại — ngắn
$ ps aux              # BSD style — TẤT CẢ process của mọi user (phổ biến nhất)
$ ps -ef              # SysV style — tương tự, hiển thị PPID rõ hơn

Đọc cột của ps aux

USER       PID  %CPU  %MEM      VSZ    RSS   TT  STAT STARTED      TIME COMMAND
huy        523   2.1   0.4  4789012  65432   ??  S    Mon09AM   0:12.45 /Applications/Firefox.app/...
huy       1042   0.0   0.1   408765   1234   s001 S+   10:33AM   0:00.04 -zsh
huy       2891  88.7   3.2  1234567 524288   ??  R    11:02AM   2:14.33 node server.js

Kết hợp với grep — siêu hữu ích

$ ps aux | grep node       # tìm mọi process có chữ "node"
$ ps aux | grep -i chrome   # không phân biệt hoa thường
$ ps aux | grep -v grep      # bỏ đi dòng grep tự match chính nó

Mánh kinh điển: ps aux | grep [n]ode — dấu ngoặc [] khiến chính grep không match chính nó (vì pattern [n]ode không khớp với chuỗi [n]ode trong dòng grep).

3. top, htop — xem realtime

ps chỉ là snapshot 1 thời điểm. Để xem realtime, dùng top (có sẵn) hoặc htop (đẹp hơn nhiều, phải cài).

top — có sẵn trên macOS

$ top                    # mở giao diện, q để thoát
$ top -o cpu               # sort theo CPU (macOS)
$ top -o mem               # sort theo memory

Trong top đang chạy, gõ phím:

• P — sort theo CPU
• M — sort theo Memory
• q — quit

htop — phiên bản đẹp & tương tác

$ brew install htop      # cài 1 lần
$ htop                   # mở

htop có màu, scroll được, click chuột được, kill process bằng phím F9. Một khi đã thử là không muốn quay lại top.

So sánh ngắn

Đọc 3 dòng đầu của top

Processes: 512 total, 3 running, 509 sleeping, 2451 threads
Load Avg: 1.85, 2.12, 1.94    CPU usage: 12.4% user, 5.3% sys, 82.3% idle
PhysMem: 14G used (3G wired), 2G unused.

• Load Avg 1.85, 2.12, 1.94 = trung bình 1, 5, 15 phút. Trên máy 8 core, nếu vượt 8 nghĩa là đang nghẽn.
• CPU usage — phần trăm tổng. idle càng cao càng nhàn.
• PhysMem — RAM thật đang dùng.

Usecase thật: server bỗng nhiên chậm → htop để xem process nào ngốn CPU/RAM, load avg có cao không. Đây là phản xạ debug đầu tiên.

4. kill — gửi signal

kill không chỉ "giết". Tên đầy đủ là send signal — gửi tín hiệu cho process. Tùy signal, process sẽ phản ứng khác nhau.

$ kill 2891              # gửi SIGTERM (mặc định) — yêu cầu thoát lịch sự
$ kill -15 2891          # tương đương: -15 = TERM
$ kill -9 2891           # SIGKILL — bắt buộc chết, không cứu vãn
$ kill -l                # liệt kê mọi signal

Bảng signal phổ biến

pkill & killall — kill theo tên

$ pkill node              # kill mọi process có tên chứa "node"
$ pkill -f "npm run dev"   # match cả command-line đầy đủ
$ killall Chrome           # kill mọi process tên CHÍNH XÁC là Chrome
$ killall -9 node           # force kill

Workflow điển hình: app treo cần kill

$ ps aux | grep node          # 1. tìm PID
huy  2891  88.7  3.2  ...  node server.js
$ kill 2891                     # 2. thử lịch sự trước
$ ps aux | grep 2891           # 3. còn không?
$ kill -9 2891                  # 4. nếu còn, mới ép

5. Job control trong shell

Shell (zsh, bash) cho bạn quản lý nhiều job trong cùng một tab terminal. Đây là trick năng suất rất lớn.

Các thao tác cơ bản

Kịch bản đầy đủ

$ sleep 100 &             # chạy ngầm ngay từ đầu
[1] 4521
$ sleep 200                # chạy foreground — terminal bị "khóa"
^Z                          # bấm Ctrl-Z → suspend
[2]+  Stopped    sleep 200
$ jobs
[1]-  Running    sleep 100 &
[2]+  Stopped    sleep 200
$ bg %2                   # đẩy job 2 vào nền chạy tiếp
$ jobs
[1]-  Running    sleep 100 &
[2]+  Running    sleep 200 &
$ fg %1                   # kéo job 1 lên foreground
$ kill %2                 # giết job 2 — dùng %N thay PID

6. nohup, disown — chạy lâu, đóng terminal vẫn sống

Mặc định, khi bạn đóng terminal, shell gửi SIGHUP cho mọi child → chúng chết. Vấn đề: bạn muốn chạy build dài 2 tiếng, không lẽ phải bật terminal cả đêm?

nohup — "no hangup"

$ nohup ./long-build.sh &
[1] 6123
nohup: ignoring input and appending output to 'nohup.out'
$ exit                       # đóng terminal — process vẫn sống tiếp

nohup bọc lệnh sao cho nó bỏ qua SIGHUP. Output được redirect vào file nohup.out (cùng folder).

disown — đã chạy rồi mới quyết định "thả"

$ ./long-build.sh &            # đã chạy nền nhưng chưa nohup
[1] 6789
$ disown -h %1                  # tách job 1 ra, không nhận SIGHUP nữa
$ exit                         # đóng terminal — job vẫn sống

Khi nào dùng cái nào?

7. Thử ngay trong terminal giả lập

Một số kịch bản nên gõ tay qua một lượt:

1. Xem process đang chạy: ps aux | head
2. Tìm process tên "node": ps aux | grep node
3. Khởi động sleep nền: sleep 60 &
4. Liệt kê job: jobs
5. Mang về foreground: fg %1
6. Suspend bằng Ctrl-Z, sau đó bg %1
7. Giết job: kill %1

8. Bài tập về nhà

Trên Terminal thật, làm tuần tự:

1. Chạy ps aux rồi đếm có bao nhiêu process tổng cộng (gợi ý: pipe sang wc -l).
2. Tìm 5 process tốn CPU nhất bằng ps aux | sort -k3 -nr | head -5. Đọc cột %CPU và COMMAND.
3. Mở top hoặc htop, nhận diện process đang ngốn CPU/RAM nhiều nhất, ghi PID lại, rồi kill PID (chọn process vô hại, vd một tab Chrome bạn không cần).
4. Chạy sleep 300 & 3 lần liên tiếp. Gõ jobs — bạn có 3 job. Dùng kill %2 để giết job số 2.
5. Chạy sleep 200 ở foreground. Bấm Ctrl-Z. Gõ jobs, sau đó bg %1. Cuối cùng fg %1 để mang trở lại.
6. Mở 1 tab terminal mới, chạy nohup sleep 600 &, đóng tab. Mở tab khác, dùng ps aux | grep sleep để kiểm tra process sleep 600 còn sống. Sau đó kill nó.
7. Phân biệt: gửi kill -15 và kill -9 cho 2 lệnh sleep 100 & khác nhau. Xem có khác biệt gì không (gợi ý: cả hai đều chết — nhưng với app phức tạp, khác biệt rất lớn).
8. Dùng pkill -f sleep để giết mọi process có "sleep" trong command line. So với killall sleep, kết quả có khác?
9. Bonus: viết 1 dòng tìm và in ra PID của process Firefox (nếu có): ps aux | grep -i firefox | grep -v grep | awk '{print $2}' — đoán xem mỗi đoạn làm gì.

9. Quiz — Kiểm tra kiến thức

10. Tổng kết

• ✅ Mỗi process có PID; sinh ra qua fork + exec từ parent.
• ✅ Liệt kê: ps aux, ps aux | grep name, realtime với top / htop.
• ✅ Đọc %CPU, %MEM, STAT để chẩn đoán.
• ✅ kill PID = TERM (lịch sự) — luôn thử trước. kill -9 = KILL (ép) — chỉ khi treo cứng.
• ✅ Job control: &, Ctrl-Z, jobs, bg, fg, kill %N.
• ✅ Chạy lâu: nohup cmd & hoặc disown -h %1; usecase thật → tmux.
• ✅ pkill match substring; killall match chính xác tên.

Chương 7 ta sẽ học Shell scripting — gói mọi mẹo CLI bạn vừa học vào file .sh tự động chạy: vòng lặp, biến, hàm, điều kiện. Đây là bước biến bạn từ "user CLI" thành "tự viết tool".