1. Mục tiêu

Ở Lab 1, chúng ta học cách làm việc với file và log. Ở Lab 2, chúng ta học user, group và permission.

Trong lab này, chúng ta sẽ tìm hiểu process và service — hai khái niệm xuất hiện liên tục khi quản trị Linux server.

Sau lab này, bạn có thể:

• Hiểu process là gì.
• Tìm process đang chạy.
• Kiểm tra CPU và RAM của process.
• Dừng process bằng kill.
• Hiểu systemd và systemctl.
• Tạo một Linux service.
• Xem log của service bằng journalctl.
• Debug một application bị crash hoặc không khởi động.

---

2. Process là gì?

Khi bạn chạy:

./app

Linux sẽ tạo một process để thực thi application đó.

Có thể hình dung:

Application
     ↓
   Process
     ↓
    PID

Ví dụ:

sleep 1000

Mở terminal khác:

ps aux | grep sleep

Bạn có thể thấy:

devops   1234  0.0  0.0 ... sleep 1000

1234 chính là PID — Process ID.

Mỗi process đang chạy trên Linux đều có một PID.

---

3. Xem các Process

Command cơ bản:

ps

Xem process của tất cả user:

ps aux

Ví dụ:

USER     PID   %CPU  %MEM  COMMAND
root       1    0.0   0.2  /sbin/init
devops  1234    1.2   0.5  java -jar app.jar

Một command rất hay dùng:

ps aux | grep nginx

Có thể hiểu:

ps aux
   ↓
Liệt kê process
   ↓
grep nginx
   ↓
Tìm process chứa "nginx"

Tip: Khi troubleshooting, ps aux | grep <application> thường là một trong những command đầu tiên nên thử.

---

4. Theo dõi Process Realtime

ps chỉ cho bạn một snapshot tại thời điểm chạy command.

Nếu muốn theo dõi realtime:

top

Hoặc nếu đã cài:

htop

Bạn sẽ thấy:

PID
USER
CPU
MEM
TIME
COMMAND

Ví dụ:

PID    CPU%   MEM%   COMMAND
1234   85.2   2.1    java -jar app.jar
5678    0.5   0.3    nginx

Điều này giúp trả lời nhanh:

Process nào đang tiêu thụ CPU hoặc RAM?

---

5. PID và PPID

Mỗi process có:

PID  → ID của chính nó
PPID → ID của process cha

Ví dụ:

systemd
   │
   └── application
          │
          └── child process

Kiểm tra:

ps -ef

Hoặc:

ps -o pid,ppid,cmd

Ví dụ:

PID   PPID   CMD
1000     1   java -jar app.jar

Process có PPID = 1 thường đã được gắn vào process init/systemd.

Điều này sẽ rất hữu ích khi chúng ta tìm hiểu systemd.

---

6. Process State

Process không phải lúc nào cũng chạy liên tục.

Một số trạng thái thường gặp:

R → Running
S → Sleeping
D → Uninterruptible sleep
Z → Zombie
T → Stopped

Xem state:

ps -eo pid,ppid,state,cmd

Ví dụ:

PID   PPID  S  CMD
1234     1  S  java -jar app.jar

Không cần nhớ tất cả ngay từ đầu.

Điều quan trọng là biết:

Khi application có vấn đề, hãy kiểm tra process có thực sự đang chạy hay không.

---

7. Kill Process

Giả sử process có:

PID = 1234

Có thể gửi signal:

kill 1234

Mặc định là:

SIGTERM

Đây là cách yêu cầu process tự dừng một cách graceful.

Nếu process không chịu dừng:

kill -9 1234

-9 là:

SIGKILL

Process sẽ bị kill ngay lập tức.

⚠️ Không nên lạm dụng kill -9

Ưu tiên:

kill PID

chờ application tự cleanup.

Chỉ dùng:

kill -9 PID

khi process thực sự không phản hồi.

Kinh nghiệm thực tế: SIGTERM cho application cơ hội đóng connection, flush dữ liệu và cleanup. SIGKILL thì không.

Điều này đặc biệt quan trọng khi bạn làm Kubernetes, vì Kubernetes cũng sử dụng cơ chế graceful termination trước khi force kill container.

---

8. Thực hành Process

Tạo một process:

sleep 300

Terminal khác:

ps aux | grep sleep

Tìm PID.

Ví dụ:

devops  1234 ... sleep 300

Dừng process:

kill 1234

Kiểm tra:

ps aux | grep sleep

Process đã biến mất.

---

9. Process tiêu thụ CPU

Tạo process CPU cao:

yes > /dev/null

Mở terminal khác:

top

Bạn sẽ thấy CPU tăng cao.

Tìm process:

ps aux | grep yes

Sau đó:

kill <PID>

Kiểm tra lại:

top

CPU sẽ giảm.

Đây là một scenario troubleshooting thực tế:

Server CPU = 100%
       ↓
      top
       ↓
Tìm process
       ↓
Xác định PID
       ↓
ps -fp <PID>
       ↓
Tìm nguyên nhân

---

10. Systemd là gì?

Trong server thực tế, chúng ta không muốn phải chạy:

java -jar app.jar

bằng tay mỗi lần server khởi động.

Ta muốn:

Server boot
    ↓
systemd
    ↓
Todo API
    ↓
Application running

systemd là hệ thống quản lý service phổ biến trên Linux.

Một service có thể:

• Start application.
• Stop application.
• Restart application.
• Tự khởi động khi server reboot.
• Quản lý dependency.
• Ghi log.

---

11. systemctl

Các command quan trọng:

systemctl status
systemctl start
systemctl stop
systemctl restart
systemctl enable
systemctl disable

Ví dụ:

systemctl status ssh

Start:

sudo systemctl start nginx

Stop:

sudo systemctl stop nginx

Restart:

sudo systemctl restart nginx

Kiểm tra:

sudo systemctl status nginx

---

12. start và enable khác nhau

Chạy nginx ngay bây giờ.

sudo systemctl start nginx

Cho nginx tự động khởi động khi server boot.

sudo systemctl enable nginx

Muốn vừa chạy ngay vừa tự động start:

Tip: enable --now rất tiện khi setup server.

sudo systemctl enable --now nginx

---

13. Tạo Application Service

Bây giờ chúng ta tạo một application đơn giản.

Tạo script:

sudo mkdir -p /opt/todo-app
sudo nano /opt/todo-app/app.sh

Nội dung:

#!/bin/bash

while true
do
    echo "Todo API is running"
    sleep 10
done

Cấp quyền:

sudo chmod +x /opt/todo-app/app.sh

Test:

/opt/todo-app/app.sh

Dừng bằng:

Ctrl + C

---

14. Tạo systemd Service

Tạo:

sudo nano /etc/systemd/system/todo-app.service

Nội dung:

[Unit]
Description=Todo Application
After=network.target

[Service]
ExecStart=/opt/todo-app/app.sh
Restart=on-failure

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Sau khi tạo file:

sudo systemctl daemon-reload

Start:

sudo systemctl start todo-app

Kiểm tra:

sudo systemctl status todo-app

Nếu thành công:

Active: active (running)

---

15. Enable Service

Cho service tự chạy khi server reboot:

sudo systemctl enable todo-app

Hoặc:

sudo systemctl enable --now todo-app

Kiểm tra:

systemctl is-enabled todo-app

Kết quả:

enabled

---

16. Xem Process của Service

Bây giờ:

ps aux | grep app.sh

Bạn sẽ thấy process:

root ... /bin/bash /opt/todo-app/app.sh

Có thể hình dung:

systemd
   ↓
todo-app.service
   ↓
app.sh
   ↓
Process

Đây chính là mối quan hệ quan trọng cần hiểu.

---

17. journalctl — Xem Log Service

Một trong những command quan trọng nhất:

journalctl

Xem log của Todo App:

journalctl -u todo-app

Xem log realtime:

journalctl -u todo-app -f

Xem log từ lần boot hiện tại:

journalctl -u todo-app -b

Xem những dòng gần nhất:

journalctl -u todo-app -n 50

Kinh nghiệm thực tế: Khi một service không start được, systemctl status cho bạn triệu chứng, còn journalctl thường cho bạn nguyên nhân.

---

18. Thực hành Debug Service

Bây giờ hãy cố tình tạo lỗi.

Sửa:

sudo nano /etc/systemd/system/todo-app.service

Đổi:

ExecStart=/opt/todo-app/app.sh

thành:

ExecStart=/opt/todo-app/not-found.sh

Reload:

sudo systemctl daemon-reload

Restart:

sudo systemctl restart todo-app

Kiểm tra:

sudo systemctl status todo-app

Bạn sẽ thấy service failed.

---

19. Debug đúng cách

Đừng đoán.

Hãy đi theo thứ tự:

Bước 1 — Status

systemctl status todo-app

Bước 2 — Log

journalctl -u todo-app -n 50

Bước 3 — Kiểm tra file

ls -l /opt/todo-app/

Bước 4 — Kiểm tra command

/opt/todo-app/app.sh

Bước 5 — Kiểm tra permission

ls -l /opt/todo-app/app.sh

Sau khi sửa:

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart todo-app

---

20. Restart Policy

Trong service:

Restart=on-failure

nghĩa là:

Application crash
       ↓
systemd phát hiện
       ↓
Restart application

Một số giá trị thường gặp:

no
on-success
on-failure
always

Trong application production, restart policy rất hữu ích.

Ví dụ:

Todo API
   ↓
Crash
   ↓
systemd
   ↓
Restart

Tuy nhiên, restart liên tục không đồng nghĩa application đã được chữa lỗi.

Nếu application crash 100 lần thì systemd chỉ đang che triệu chứng.

---

21. Bài tập tổng hợp

Hãy tạo service:

todo-worker.service

chạy:

/opt/todo-app/worker.sh

Worker phải:

1. Chạy liên tục
2. Ghi log mỗi 5 giây
3. Tự restart khi crash
4. Tự start khi server reboot

Service cần có:

Restart=on-failure

và:

sudo systemctl enable todo-worker

Sau đó kiểm tra:

systemctl status todo-worker
journalctl -u todo-worker -f

---

22. Challenge — Application bị crash

Tạo script:

sudo nano /opt/todo-app/crash.sh

Nội dung:

#!/bin/bash

echo "Application started"

sleep 10

echo "Application crashed"

exit 1

Cấp quyền:

sudo chmod +x /opt/todo-app/crash.sh

Tạo service sử dụng script này.

Đặt:

Restart=on-failure

Sau đó quan sát:

systemctl status crash-app

và:

journalctl -u crash-app -f

Bạn sẽ thấy:

Application started
       ↓
Application crashed
       ↓
Process exit 1
       ↓
systemd restart
       ↓
Application started
       ↓
...

---

23. Tư duy Troubleshooting

Khi một application trên Linux không chạy, hãy kiểm tra theo flow:

Application không hoạt động
          ↓
   Service có chạy?
          ↓
 systemctl status
          ↓
      Có process?
          ↓
       ps / pgrep
          ↓
       Có crash?
          ↓
     journalctl
          ↓
   Kiểm tra config
          ↓
   Kiểm tra permission
          ↓
   Kiểm tra port/network

Đừng bắt đầu bằng:

kill -9

hoặc:

chmod 777

hay restart server.

Hãy tìm nguyên nhân trước.

---

24. Một số command cần nhớ

Command	Mục đích
ps aux	Xem process
ps -ef	Xem process + PPID
top	Theo dõi resource realtime
htop	Process monitor dễ nhìn hơn
pgrep	Tìm PID
kill	Gửi signal cho process
kill -9	Force kill
systemctl status	Kiểm tra service
systemctl start	Start service
systemctl stop	Stop service
systemctl restart	Restart service
systemctl enable	Auto-start khi boot
journalctl	Xem system/service logs

---

25. Kinh nghiệm thực tế cần nhớ

1. systemctl status chưa đủ

Khi service fail:

systemctl status app

sau đó gần như luôn nên xem:

journalctl -u app

---

2. restart không phải troubleshooting

Sai:

Application lỗi
     ↓
restart
     ↓
lỗi tiếp
     ↓
restart

Đúng:

Application lỗi
     ↓
status
     ↓
logs
     ↓
process
     ↓
config
     ↓
permission
     ↓
network
     ↓
fix

---

3. Hiểu SIGTERM trước SIGKILL

Ưu tiên:

kill PID

thay vì:

kill -9 PID

Graceful shutdown rất quan trọng với database và application server.

---

4. Process ≠ Service

Đây là điểm cần nhớ:

Process
→ một chương trình đang chạy

Service
→ cách hệ thống quản lý application/process

Ví dụ:

systemd
   ↓
todo-app.service
   ↓
Java Process
   ↓
Spring Boot

---

26. Liên hệ với Kubernetes

Những kiến thức trong lab này sẽ xuất hiện lại trong Kubernetes dưới một hình thức khác:

Linux
──────────────────
systemd
   ↓
process
   ↓
application

Kubernetes:

Kubernetes
──────────────────
Deployment
   ↓
  Pod
   ↓
Container
   ↓
Application Process

Tương tự như:

systemd restart

Kubernetes cũng có cơ chế:

Container crash
      ↓
Kubernetes detects
      ↓
Restart container

Và:

journalctl

sẽ dần được thay thế bằng cách xem:

kubectl logs

Do đó, hiểu Linux process và service trước sẽ giúp bạn hiểu bản chất Kubernetes thay vì chỉ học thuộc command.

---

27. Checklist

Sau Lab 3, bạn nên tự trả lời được:

✓ Process là gì?
✓ PID là gì?
✓ PPID là gì?
✓ Làm sao tìm process?
✓ Làm sao biết process đang dùng nhiều CPU?
✓ SIGTERM khác SIGKILL thế nào?
✓ systemd là gì?
✓ systemctl dùng để làm gì?
✓ start khác enable thế nào?
✓ journalctl dùng để làm gì?
✓ Restart=on-failure có ý nghĩa gì?
✓ Làm sao debug service failed?
✓ Process và Service khác nhau thế nào?

Nếu bạn có thể tự tạo một todo-app.service, làm cho nó tự start khi reboot, tự restart khi crash, và tìm được nguyên nhân khi service fail bằng systemctl + journalctl, thì bạn đã nắm được phần cốt lõi của Lab 3.

Lab tiếp theo: Lab 4 — Linux Resource & Disk Management, nơi chúng ta sẽ xử lý những tình huống rất thực tế như CPU 100%, RAM gần đầy, disk 100%, log chiếm hết ổ đĩa và tìm process gây ra vấn đề.