Hệ điều hành: Process Internals

🎯 Mục tiêu bài học

Process không chỉ là một cái icon trên Task Manager. Nó là một thế giới riêng.

1. Process Control Block (PCB) - CMND của Process

Để quản lý hàng ngàn Process, OS tạo cho mỗi thằng một hồ sơ (PCB - struct trong Kernel C). Nó chứa:

• PID (Process ID): Số định danh (Vd: 1305).
• State: Đang chạy (Running) hay đang ngủ (Waiting)?
• Program Counter: Đang chạy đến dòng lệnh nào rồi? (Để lúc khác chạy tiếp đúng chỗ đó).
• CPU Registers: Giá trị các biến tạm.
• Memory Limits: Nó được dùng RAM từ đâu đến đâu.
• Open Files: Danh sách file đang mở.

2. Process Memory Layout (Bản đồ trí nhớ)

Một Process trong RAM được chia làm 4 vùng:

3. Thread vs Process - Deep Dive

Tại sao nói Thread nhẹ hơn Process?

• Process: Mỗi thằng 1 nhà riêng (PCB riêng, RAM riêng, Table file riêng). Tạo mới giống như xây nhà mới (Clone cả đống dữ liệu).
• Thread: Anh em chung nhà.
  • Dùng chung: Code section, Data section, Heap, Open Files.
  • Dùng riêng: Stack (Mỗi thread chạy hàm riêng nên cần Stack riêng), Registers (Biến tạm riêng).

👉 Hệ quả:

• Tạo Thread cực nhanh (vì không cần cấp RAM mới cho Heap/Code).
• Giao tiếp giữa Thread cực nhanh (biến global dùng chung).
• Nhưng 1 Thread lỗi (ghi bậy vào Heap chung) -> Cả đám Thread khác chết chùm (Process Crash).

4. Fork() System Call

Trong Linux, cách duy nhất tạo process mới là lệnh fork().

int main() {
    if (fork() == 0) {
        // Con chạy dòng này
        // Lột xác thành chương trình khác (Vd: Chrome)
        execlp("/bin/chrome", "chrome", NULL); 
    } else {
        // Cha chạy dòng này
        printf("Con đã chạy Chrome!");
    }
}
                

Lưu ý: fork() tạo bản sao (Clone). exec() lột xác (Thay thế toàn bộ Code/Data của process hiện tại bằng chương trình mới).

Kết quả: In ra "Hello" 2 lần. Sau lệnh fork, hệ thống có 2 process giống hệt nhau (Cha và Con) chạy tiếp từ dòng đó.