Khi Microsoft lần đầu tiên giới thiệu bản xem trước công khai của Windows Subsystem for Linux (WSL) trong bản cập nhật Windows 10 Anniversary vào tháng 8 năm 2016, nó được xem như một tiện ích nhỏ dành cho các nhà phát triển muốn sử dụng Bash và terminal Linux. Ít ai ngoài cộng đồng Insider có thể đoán rằng WSL sẽ phát triển thành một môi trường Linux hoàn chỉnh, được tăng tốc GPU và hỗ trợ GUI đầy đủ, được duy trì và cung cấp thông qua Windows Updates cũng như Microsoft Store. Tuy nhiên, gần một thập kỷ sau, WSL đã lớn mạnh và phát triển vượt bậc, trở thành một trong những tính năng quan trọng nhất được bổ sung vào Windows trong một thời gian dài, mang lại trải nghiệm Linux mạnh mẽ ngay trên hệ điều hành Windows quen thuộc.
Lịch sử hình thành và phát triển của WSL
Khởi đầu ấn tượng vào năm 2016
Phiên bản beta của Windows Subsystem for Linux (WSL) lần đầu ra mắt vào tháng 8 năm 2016, tích hợp một lớp dịch nhân bản địa cho phép Windows chạy các tệp nhị phân ELF của Linux mà không cần máy ảo truyền thống. Vào thời điểm đó, WSL còn khá chậm và tiềm năng của nó chưa được khai thác triệt để, thiếu nhiều tính năng để trở thành một trải nghiệm Linux thực sự trong Windows. Đối với những tác vụ yêu cầu tính tương thích cao, việc sử dụng máy ảo Linux vẫn là lựa chọn tốt hơn, đặc biệt khi không phải tất cả các lệnh gọi hệ thống (syscall) đều được triển khai trong bản dựng WSL đầu tiên.
Giao diện Windows Terminal hiển thị danh sách các bản phân phối Linux đã cài đặt với WSL
WSL2 và bước nhảy vọt
Tháng 5 năm 2020, mọi thứ đã thay đổi đáng kể với sự ra mắt của WSL2. Phiên bản này thay thế lớp dịch nhân bằng một nhân Linux thực sự, nhẹ và chạy trong một máy ảo tiện ích Hyper-V. Điều này mang lại hiệu suất gần như chạy trên phần cứng vật lý (bare-metal) và hỗ trợ đầy đủ các lệnh gọi hệ thống. Nhờ đó, các công cụ như Docker có thể chạy mượt mà dưới WSL, với nhiều cải tiến so với việc chạy trực tiếp trên Windows. Thời gian khởi động daemon Docker nhanh hơn từ lúc khởi động nguội, phân bổ bộ nhớ động giúp chỉ sử dụng tài nguyên cần thiết tại một thời điểm, cùng nhiều cải tiến khác đã mang lại trải nghiệm Docker tốt hơn trên Windows, đồng thời tận dụng tối đa lợi ích của môi trường Linux.
Những cải tiến không ngừng sau này
Kể từ đó, WSL2 đã nhận được vô số cải tiến giúp nó ngày càng hoàn thiện hơn. Vào năm 2021, WSL2 được bổ sung khả năng tính toán GPU và hỗ trợ CUDA, mở rộng đáng kể ứng dụng của nó trong lĩnh vực AI và khoa học dữ liệu. Tiếp theo là WSLg vào năm 2022 (được xem trước vào năm 2021), cho phép các ứng dụng desktop X11 và Wayland của Linux chạy với hỗ trợ GUI đầy đủ ngay trên Windows. Một bản cập nhật vào tháng 9 năm 2022 cũng mang lại hỗ trợ systemd để quản lý các dịch vụ. Theo thời gian, WSL ngày càng tiệm cận một trải nghiệm Linux chân thực dưới Windows, hòa quyện những điểm mạnh nhất của cả hai hệ điều hành. Các công cụ như Windows Terminal của Microsoft đã tích hợp WSL một cách liền mạch, biến nó thành một phần không thể thiếu của trải nghiệm Windows hiện đại.
Hiệu suất vượt trội, không thỏa hiệp
Hòa quyện tinh hoa của cả hai thế giới
WSL2 đã đạt được hiệu suất gần với Linux chạy trên phần cứng vật lý trong hầu hết các tác vụ, nhưng lại có thể tương tác theo cách nó cảm giác như một phần của Windows. Nó chia sẻ bộ quản lý bộ nhớ, bộ lập lịch và ngăn xếp I/O của kernel Windows, và việc khởi động một shell Linux đơn giản như khởi động một tiến trình Windows khác. Các bài kiểm tra hiệu suất cho các tác vụ nặng về tập tin như npm install và pip install thường xuyên đạt được hiệu suất tương đương Linux dưới Hyper-V, một kết quả rất ấn tượng. Những sự chậm trễ đáng chú ý duy nhất xảy ra khi mã lệnh vượt qua ranh giới hệ thống tệp Windows-Linux, mặc dù đây là lĩnh vực mà Microsoft đã và đang không ngừng cải thiện.
Ưu điểm vượt trội cho nhà phát triển
Khi được sử dụng trong môi trường phát triển, WSL thậm chí còn mang lại nhiều lợi ích hơn. Ngay từ những ngày đầu, WSL đã gắn kết ổ đĩa /mnt/c, có nghĩa là bạn có thể truy cập ổ C của mình từ bên trong WSL. Ngày nay, nó còn tiến xa hơn, cho phép chạy các tệp thực thi của Windows bên trong Linux (ví dụ: notepad.exe) và các lệnh Linux bên trong Windows (wsl --exec python). Các nhà phát triển có thể dễ dàng chuyển đổi giữa Visual Studio Code (với Remote-WSL), Docker Desktop (hiện đã mặc định sử dụng engine WSL 2) và chuỗi xây dựng Linux gốc mà không cần chuyển đổi ngữ cảnh hoặc khởi động lại kép. Ngay cả khi có một số hiệu suất có thể bị giảm, lợi ích của việc có thể làm việc trên hai hệ điều hành cùng lúc là rất lớn. Ví dụ, với VS Code, bạn có thể triển khai ứng dụng vào phiên bản WSL của mình để kiểm tra các ứng dụng gốc Linux ngay từ IDE trên Windows mà không cần di chuyển tệp thủ công sang máy chủ Linux.
Khám phá sức mạnh GPU và AI
Đối với các tác vụ yêu cầu GPU, WSL thậm chí còn tốt hơn. Chạy PyTorch với CUDA từ một dòng lệnh Ubuntu trên WSL và chỉnh sửa notebook trong Windows giúp các quy trình làm việc khoa học dữ liệu trở nên linh hoạt và di động. Các trình điều khiển chính thức từ Nvidia, AMD và Intel phơi bày DirectML và các nhân CUDA trực tiếp vào máy ảo WSL, cho phép một máy tính Windows huấn luyện các mô hình tương tự như một máy trạm Linux. Hơn nữa, nhiều môi trường phát triển nói chung chạy nhanh hơn dưới WSL2, điều này thoạt nghe có vẻ nghịch lý nhưng lại hợp lý khi xem xét sự khác biệt trong cách Windows và Linux xử lý hệ thống tệp và thậm chí cả việc tạo tiến trình.
Giá trị cho người dùng phổ thông
Ngay cả đối với những người chủ yếu sử dụng Windows và không phải là nhà phát triển, WSL vẫn có thể cải thiện Windows và mang lại trải nghiệm tốt hơn. Như đã đề cập, nó có thể truy cập các tệp thực thi của Windows, vì vậy bạn có thể tạo một bí danh (alias) để khởi chạy một ứng dụng trên Windows chỉ bằng một lệnh đơn giản. Ví dụ, lệnh sau sẽ khởi chạy Sublime Text trên máy chủ Windows của bạn mỗi khi bạn gõ “sublime”:
alias sublime='"/mnt/c/Program Files/Sublime Text/subl.exe"WSL còn có thể làm được nhiều điều hơn nữa. Các công cụ tuyệt vời như grep để tìm kiếm có thể được sử dụng bởi bất kỳ ai, và các ứng dụng GUI của Linux cũng có thể chạy thông qua WSL. Ngay cả Docker cũng có thể cực kỳ hữu ích cho những người không phải nhà phát triển, và WSL giúp việc triển khai và sử dụng nó trở nên dễ dàng hơn đáng kể.
Hình ảnh Windows Subsystem for Linux (WSL) tích hợp trên Windows 11
WSL so với các tính năng Windows khác
WSL: Một tính năng mang tính cách mạng
Xét về một số tính năng tốt nhất được bổ sung vào Windows trong thập kỷ qua, rất ít tính năng có thể sánh ngang với khả năng của WSL và tầm quan trọng của việc tích hợp nó vào Windows. Sự tái cấu trúc của Microsoft Edge có thể là một ứng cử viên, cũng như DirectStorage và Game Bar. Tuy nhiên, Edge là một trình duyệt chỉ chiếm hơn 5% thị phần, và hai tính năng sau còn hạn chế hơn nhiều. Trong trường hợp của DirectStorage, nhiều trò chơi không sử dụng nó, và với Game Bar, nhiều người dùng thậm chí còn tắt nó đi, đặc biệt là khi nó từng ảnh hưởng đến hiệu suất khi mới được giới thiệu.
WSL mang ý nghĩa to lớn, không chỉ từ góc độ tính năng mà còn từ ý nghĩa của việc đưa Linux trở thành một phần của Windows. Có vô số cách mà bất kỳ ai cũng có thể tận dụng nó. Các công cụ như Windows Terminal rõ ràng được phát triển với mục đích hợp nhất tất cả các cách bạn có thể tương tác với một terminal trên Windows, bao gồm cả việc kết hợp WSL vào quy trình làm việc thông thường của bạn. Khi ngày càng nhiều công cụ bắt đầu tận dụng nó, những lợi ích đã trở nên rõ ràng khi nhìn vào Docker Desktop và vô số công cụ AI có thể được triển khai dưới Linux, vốn rất khó triển khai trên Windows.
Nếu bạn không phải là nhà phát triển, bạn vẫn có thể thử WSL và khám phá nó. Đây là một cách tuyệt vời để làm quen với Linux và bắt đầu tìm hiểu cách thức hoạt động của nó, và việc bắt đầu chưa bao giờ dễ dàng đến thế.
WSL không chỉ là một tiện ích, mà đã trở thành một nền tảng mạnh mẽ, cầu nối giữa hai thế giới Windows và Linux, mở ra vô vàn khả năng mới cho cả nhà phát triển lẫn người dùng phổ thông, khẳng định vị thế là một trong những tính năng đột phá nhất của Windows trong lịch sử gần đây.