linux基礎命令介紹十四：定時任務

在計算機的使用過程當中，常常會有一些計劃中的任務須要在未來的某個時間執行，linux中提供了一些方法來設定定時任務。

一、at

命令at從文件或標準輸入中讀取命令並在未來的一個時間執行，只執行一次。at的正常執行須要有守護進程atd(關於systemctl請看這一篇)：

#安裝at
yum install -y at 或 apt-get install at -y
#啓動守護進程
service atd start 或 systemctl start atd
#查看是否開機啓動
chkconfig --list|grep atd 或 systemctl list-unit-files|grep atd
#設置開機啓動
chkconfig --level 235 atd on 或 systemctl enable atd

若是不使用管道|或指定選項-f的話，at的執行將會是交互式的，須要在at的提示符下輸入命令：

[root@centos7 temp]# at now +2 minutes #執行at並指定執行時刻爲如今時間的後兩分鐘
at> echo hello world > /root/temp/file #手動輸入命令並回車
at> <EOT>                              #ctrl+d 結束輸入
job 9 at Thu Dec 22 14:05:00 2016      #顯示任務號及執行時間
[root@centos7 temp]#

選項-l或命令atq查詢任務

[root@centos7 temp]# atq
9       Thu Dec 22 14:05:00 2016 a root

到達時間後任務被執行，生成一個新文件file並保存echo的輸出內容

[root@centos7 temp]# ls -l file 
-rw-r--r-- 1 root root 12 12月 22 14:05 file
[root@centos7 temp]# cat file 
hello world
[root@centos7 temp]#

at指定時間的方法很豐富，能夠是
1）hh:mm小時:分鐘(當天，若是時間已過，則在次日執行)
2）midnight(深夜),noon(中午),teatime(下午茶時間，下午4點),today,tomorrow等
3）12小時計時制，時間後加am(上午)或pm(下午)
4）指定具體執行日期mm/dd/yy(月/日/年)或dd.mm.yy(日.月.年)
5）相對計時法now + n units，now是如今時刻，n爲數字，units是單位(minutes、hours、days、weeks)
如明天下午2點20分執行建立一個目錄

[root@centos7 temp]# at 02:20pm tomorrow
at> mkdir /root/temp/X
at> <EOT>
job 11 at Fri Dec 23 14:20:00 2016

選項-d或命令atrm表示刪除任務

[root@centos7 temp]# at -d 11 #刪除11號任務(上例)
[root@centos7 temp]# atq
[root@centos7 temp]#

可使用管道|或選項-f讓at從標準輸入或文件中得到任務

[root@centos7 temp]# cat test.txt 
echo hello world > /root/temp/file
[root@centos7 temp]# at -f test.txt 5pm +2 days
job 12 at Sat Dec 24 17:00:00 2016
[root@centos7 temp]# cat test.txt|at 16:20 12/23/16
job 13 at Fri Dec 23 16:20:00 2016

atd經過兩個文件/etc/at.allow和/etc/at.deny來決定系統中哪些用戶可使用at設置定時任務，它首先檢查/etc/at.allow，若是文件存在，則只有文件中列出的用戶(每行一個用戶名)，才能使用at；若是不存在，則檢查文件/etc/at.deny，不在此文件中的全部用戶均可以使用at。若是/etc/at.deny是空文件，則表示系統中全部用戶均可以使用at；若是/etc/at.deny文件也不存在，則只有超級用戶(root)才能使用at。

二、crontab

命令crontab用來設置、移除、列出服務crond表格，crond服務的做用相似atd，區別的地方在於crond能夠設置任務屢次執行。相對來講比atd更經常使用。

一樣須要啓動服務crond

[root@centos7 temp]# ps -ef|grep [c]rond
root       733     1  0 12月20 ?      00:00:00 /usr/sbin/crond -n

系統中每一個用戶均可以擁有本身的cron table，同atd相似，crond也有兩個文件/etc/cron.allow和/etc/cron.deny用來限制用戶使用cron，規則也和atd的兩個文件相同。

選項-l表示列出當前用戶的cron表項
選項-u表示指定用戶

[root@centos7 ~]# crontab -l -u learner
no crontab for learner
[root@centos7 ~]#

選項-e表示編輯用戶的cron table。編輯時系統會選定默認編輯器，在筆者的環境中是vi
經過直接編輯文件/etc/crontab能夠設置系統級別的cron table。
使用crontab -e的方式編輯時，會在/tmp下面生成一個臨時文件，保存後crond會將內容寫入到/var/spool/cron下面一個和用戶名同名的文件中，crond會在保存時作語法檢查。這也是推薦的設置定時任務的用法。

語法：

*  *  *  *  *  command

每一行表示一個任務，以符號#開頭的行表示註釋，不生效。每一個生效行都形如上面所示，一行被分爲6部分，其中：

第一部分表示分鐘(0-59)，* 表示每分鐘
第二部分表示小時(0-23)，* 表示每小時
第三部分表示日(1-31)，  * 表示天天
第四部分表示月(1-12)，  * 表示每個月
第五部分表示周幾(0-6,0表示週日)，* 表示一週中天天
第六部分表示要執行的任務

關於時間設置的前五部分中，除了*表示當前部分的任意時間外，還支持另外三個符號/、,、-分別表示每隔、時間點A和時間點B、時間點A到時間點B。
如每隔3分鐘測試10.0.1.252的連通性，並將結果追加輸出到/root/252.log中

[root@centos7 ~]# crontab -e
*/3 * * * * /usr/bin/ping -c1 10.0.1.252 &>> /root/252.log

保存後會有crontab: installing new crontab字樣出現。注意六個部分都不能爲空，命令最好寫絕對路徑，編輯普通用戶的定時任務時，要注意命令的執行權限。

如一月份到五月份，每週2和周5凌晨2:30執行備份任務

30 2 * 1-5 2,5 /bin/bash /root/temp/backup.sh

這裏將備份任務寫入到腳本/root/temp/backup.sh中執行

如3-6月和9-12月，每週一到週五12點到14點，每2分鐘執行一次刷新任務

*/2 12-14 * 3-6,9-12 1-5 /bin/bash /root/temp/refresh.sh

混合使用日期時間及特殊符號，能夠組合出大多數想要的時間。

查看定時任務

[root@centos7 ~]# crontab -l
*/3 * * * * /usr/bin/ping -c1 10.0.1.252 &>> /root/252.log
30 2 * 1-5 2,5 /bin/bash /root/temp/backup.sh
*/2 12-14 * 3-6,9-12 1-5 /bin/bash /root/temp/refresh.sh

選項-r表示刪除定時任務

[root@centos7 ~]# crontab -r
[root@centos7 ~]# crontab -l
no crontab for root

使用crontab時常常會遇到的一個問題是，在命令行下可以正常執行的命令或腳本，設置了定時任務時卻不能正常執行。形成這種狀況的緣由通常是由於crond爲命令或腳本設置了與登陸shell不一樣的環境變量

[root@centos7 ~]# head -3 /etc/crontab 
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
[root@centos7 ~]#
[root@centos7 ~]# echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin
[root@centos7 ~]#

這裏crond的PATH和shell中的值不一樣，PATH環境變量定義了shell執行命令時搜索命令的路徑。關於環境變量更多的內容，將在shell編程的文章裏詳細說明。

對於系統級別的定時任務，這些任務更加劇要，大部分linux系統在/etc中包含了一系列與 cron有關的子目錄：/etc/cron.{hourly,daily,weekly,monthly}，目錄中的文件定義了每小時、天天、每週、每個月須要運行的腳本，運行這些任務的精確時間在文件/etc/crontab中指定。如：

SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
HOME=/

# run-parts
01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly
02 4 * * * root run-parts /etc/cron.daily
22 4 * * 0 root run-parts /etc/cron.weekly
42 4 1 * * root run-parts /etc/cron.monthly

對於24小時開機的服務器來講，這些任務的按期運行，保證了服務器的穩定性。但注意到這些任務的執行通常都在凌晨，對於常常須要關機的linux計算機(如筆記本)來講，極可能在須要運行cron的時候處於關機狀態，cron得不到運行，時間長了會致使系統變慢。對於這樣的系統，linux引入了另外一個工具anacron來負責執行系統定時任務。
anacron的目的並非徹底替代cron，是做爲cron的一個補充。anacron的任務定義在文件/etc/anacrontab中：

# /etc/anacrontab: configuration file for anacron

# See anacron(8) and anacrontab(5) for details.

SHELL=/bin/sh
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
# the maximal random delay added to the base delay of the jobs
RANDOM_DELAY=45
# the jobs will be started during the following hours only
START_HOURS_RANGE=3-22

#period in days   delay in minutes   job-identifier   command
1       5       cron.daily              nice run-parts /etc/cron.daily
7       25      cron.weekly             nice run-parts /etc/cron.weekly
@monthly 45     cron.monthly            nice run-parts /etc/cron.monthly

與cron是做爲守護進程運行的不一樣，anacron是做爲普通進程運行並終止的。對於定義的每一個任務，anacron在系統啓動後將會檢查應當運行的任務，判斷上一次運行到如今的時間是否超過了預約天數(/etc/anacrontab中任務行第一列)，若是大於預約天數，則會延遲一個時間(/etc/anacrontab中任務行第二列)以後運行該任務。這樣就保證了任務的執行。關於anacron的更多內容，請查閱相關文檔。

三、systemd.timer

crond和atd服務基於分鐘的，意思是說它們每分鐘醒來一次檢查是否有任務須要執行。若是有任務的執行須要精確到秒，crond和atd是無能爲力的。在基於systemd的系統上，能夠經過計時器systemd.timer來實現精確到秒的計劃任務。
上一篇文章中咱們提到了systemd中服務單元的概念，在這裏咱們須要用到其中的兩種：.service和.timer。其中.service負責配置須要運行的任務，.timer負責配置執行時間。

咱們先看一個例子：

建立任務腳本

[root@centos7 temp]# cat /root/temp/ping252.sh 
#!/bin/bash
ping -c1 10.0.1.252 &>> /root/temp/252.log

配置服務.service

[root@centos7 temp]# cd /usr/lib/systemd/system
[root@centos7 system]# cat ping252.service 
[Unit]
Description=ping 252

[Service]
Type=simple
ExecStart=/root/temp/ping252.sh
[root@centos7 system]#

配置計時器.timer

[root@centos7 temp]# cd /usr/lib/systemd/system
[root@centos7 system]# cat ping252.timer 
[Unit]
Description=ping 252 every 30s

[Timer]
# Time to wait after enable this unit
OnActiveSec=60
# Time between running each consecutive time
OnUnitActiveSec=30
Unit=ping252.service

[Install]
WantedBy=multi-user.target
[root@centos7 system]#

啓用計時器

[root@centos7 system]# systemctl enable ping252.timer
Created symlink from /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ping252.timer to /usr/lib/systemd/system/ping252.timer.
[root@centos7 system]# systemctl start ping252.timer

查看

#計時器
[root@centos7 system]# systemctl status ping252.timer
● ping252.timer - ping 252 every 30s
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/ping252.timer; enabled; vendor preset: disabled)
   Active: active (waiting) since 五 2016-12-23 14:27:26 CST; 3min 42s ago

12月 23 14:27:26 centos7 systemd[1]: Started ping 252 every 30s.
12月 23 14:27:26 centos7 systemd[1]: Starting ping 252 every 30s.
#服務
[root@centos7 system]# systemctl status ping252
● ping252.service - ping 252
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/ping252.service; static; vendor preset: disabled)
   Active: active (running) since 五 2016-12-23 14:35:38 CST; 2ms ago
 Main PID: 11494 (ping252.sh)
   CGroup: /system.slice/ping252.service
           └─11494 /bin/bash /root/temp/ping252.sh

12月 23 14:35:38 centos7 systemd[1]: Started ping 252.
12月 23 14:35:38 centos7 systemd[1]: Starting ping 252...

停用

[root@centos7 system]# systemctl disable ping252.timer 
Removed symlink /etc/systemd/system/multi-user.target.wants/ping252.timer.
[root@centos7 system]# systemctl stop ping252.timer
[root@centos7 system]#

計時器啓用1分鐘以後看到/root/temp/252.log文件的生成，以後每隔30秒都有內容寫入。systemd的服務單元配置文件中被不一樣的標籤分隔成不一樣的配置區塊，其中：

[Unit] 標籤下指定了不依賴於特定類型的通用配置信息，好比例子中兩個文件都指定了一個選項Description=表示描述信息。

[Install] 標籤下保存了本單元的安裝信息，其中WantedBy=表示當使用systemctl enable命令啓用該單元時，會在指定的目標的.wants/或.requires/下建立對應的符號連接(如上例)。這麼作的結果是：當指定的目標啓動時本單元也會被啓動。

除了這兩個全部配置文件均可以設置的標籤外(其他選項能夠經過命令man 5 systemd.unit查看)，每一個服務單元還有一個特定單元類型的標籤，好比咱們例子中.service文件中的[Service]和.timer文件中的[Timer]。

[Service] 標籤下Type=後的值指明瞭執行方式，設置爲simple並配合ExecStart=代表指定的程序(咱們例子中的腳本)將不會fork()而啓動；若是設置爲oneshot代表只執行一次(相似at)，若是須要讓systemd在服務進程退出以後仍然認爲該服務處於激活狀態，則還須要設置RemainAfterExit=yes。其他選項請用命令man 5 systemd.service查看

[Timer]標籤中能夠指定多種單調定時器，所謂"單調時間"的意思是從開機那一刻(零點)起， 只要系統正在運行，該時間就不斷的單調均勻遞增(但在系統休眠時此時間保持不變)，永遠不會日後退，而且與時區也沒有關係。 即便在系統運行的過程當中，用戶向前/向後修改系統時間，也不會對"單調時間"產生任何影響。包括：

OnActiveSec=       表示相對於本單元被啓用的時間點
OnBootSec=         表示相對於機器被啓動的時間點
OnStartupSec=      表示相對於systemd被首次啓動的時間點
OnUnitActiveSec=   表示相對於匹配單元(本標籤下Unit=指定的單元)最後一次被啓動的時間點
OnUnitInactiveSec= 表示相對於匹配單元(本標籤下Unit=指定的單元)最後一次被中止的時間點

咱們的例子中使用了其中的兩個OnActiveSec=60和OnUnitActiveSec=30指定本單元在啓用以後60秒調用Unit=後的單元，並在此單元被啓用後每隔30秒再次啓用它，達到了定時週期性的執行的目的。

這些定時器後指定的時間單位能夠是：us(微秒), ms(毫秒), s(秒), m(分), h(時), d(天), w(周), month(月), y(年)。若是省略了單位，則表示使用默認單位‘秒’。能夠寫成5h 30min表示以後的5小時30分鐘。

[Timer]標籤下還能夠設置基於掛鐘時間(wall clock)的日曆定時器OnCalendar=，所謂"掛鐘時間"是指真實世界中牆上掛鐘的時間， 在操做系統中實際上就是系統時間，這個時間是操做系統在啓動時從主板的時鐘芯片中讀取的。因爲這個時間是能夠手動修改的，因此，這個時間既不必定是單調遞增的、也不必定是均勻遞增的。其時間格式能夠是：

Thu,Fri 2012-*-1,5 11:12:13  #表示2012年任意月份的1日和5日，若是是星期四或星期五，則在時間11:12:13執行
*-*-* *:*:00                 #表示每分鐘
*-*-* 00:00:00               #表示天天
*-01,07-01 00:00:00          #表示每半年
*:0/15                       #表示每15分鐘
12,14,13:20,10,30            #表示12/13/14點的10分、20分、30分
Mon,Fri *-01/2-01,03 *:30:45 #表示任意年份奇數月份的1日和3日，若是是週一或週五，則在每小時的30分45秒執行

單調定時器和日曆定時器的其餘內容能夠經過命令man 7 systemd.time查詢

Unit=後指明瞭與此計時器相關聯的服務單元(咱們例子中的ping252.service)。
服務單元中的大部分設置選項容許指定屢次，不相沖突的狀況下將均生效，如.timer中能夠設置多個Unit表示這些服務單元共用一個計時器。

另外[Timer]標籤下還能夠設置選項Persistent=，它只對OnCalendar=指令定義的日曆定時器有意義。若是設爲yes(默認值爲no)，則表示將匹配單元的上次觸發時間永久保存在磁盤上。 這樣，當定時器單元再次被啓動時， 若是匹配單元本應該在定時器單元中止期間至少被啓動一次， 那麼將當即啓動匹配單元。 這樣就不會由於關機而錯過必須執行的任務。(相似於anacron的功能)
關於定時器的更多選項能夠經過man systemd.timer查看

使用systemd.timer設置定時任務能夠代替atd和crond的全部功能，另外systemd還接管了許多其餘服務，這些內容超出了本篇的範圍，在之後的文章中若是涉及到相關的內容，會有相應的介紹。