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linux之cron服务

在Linux中,如果要在预设时间执行shell脚本,at命令非常好用,但如果需要定期执行shell任务,例如每天一次、每周一次,则需要Linux的cron程序来安排定期执行的作业。

一、cron服务简介

linux中cron服务相关的程序有:crond, crontab, anacron。

crond是linux中一个用来周期性的执行任务的守护进程。绝大多数linux发行版都带有crond服务,并随系统自动启动。crond服务以每分钟一次的频率检查配置文件,并且在固定的时间点执行任务。

crontab是与crond一起的命令程序;用户可以通过crontab设置cron时间表来维护自定义的cron任务。

anacron 是crond与crontab的延伸程序。用于以天为单位的频率执行任务。

anacron并不是一个服务程序,它的周期性执行依赖于crond服务中对于anacron的配置。centos中,anacron每小时会被检查执行一次。

anacron任务格式不设置具体时间点,而是设置任务的时间周期(单位:天)和延迟(单位:分钟),只要检查时当前时间距离上次执行时间点超过设置周期,那么任务在机器运行时都会执行一次。

例如,假设你有一个计划任务设置在每天半夜运行,如果用crontab配置,假如笔记本电脑晚上关机,第二天早上开机,那么该任务就会错过一次执行;如果使用 anacron,那么在第二天开机时,anacron判断满足时间间隔,就会执行一次。

二、crond 和 crontab

2.1 安装cron服务

若是cron服务没有安装(现在一般linux系统都自带了),则可以通过yum等包管理器安装:

yum -y install crontabs
service crond start #安装后启动
service crond status #检查cron服务状态
chkconfig --level 345 crond on #把 Cron 加入开机启动的服务列表

2.2 cron服务相关文件和目录(centos7):

应用程序和系统文件:(删除线表示不太需要关注)

  • /usr/lib/systemd/system/crond.service: 系统内置crond服务启动文件。
  • /usr/sbin/crond: crond服务主程序,在crond.service中配置。
  • /etc/sysconfig/crond: crond服务的系统配置程序,用户不应修改。
  • /usr/bin/crontab:crontab命令程序

配置文件和目录:

  • /etc/crontab:系统级crontab任务配置文件。

  • /var/spool/cron/:用户级crontab任务配置文件目录;其中的文件需以用户名来命名。如果存在非用户名文件(如任意文件fasdfa),则cron会每分钟报错:crond[3950]: (fasdfa) ORPHAN (no passwd entry)

  • /etc/cron.d/: 相当于/etc/crontab文件的扩展目录,存放系统级crontab任务配置文件。

  • /etc/cron.hourly: 系统内置的按小时执行的任务目录,存放按小时执行的脚本。该目录配置在/etc/cron.d/0hourly文件中。

  • /etc/cron.daily|/etc/cron.weekly|/etc/cron.monthly:系统内置的按日|周|月执行的任务目录,存放按照相应时间周期执行的脚本。这些目录配置在/etc/anacrontab文件中,由anacron保证其功能。

权限配置和日志文件:

  • /etc/cron.allow:将可以使用 crontab 的帐号写入其中,不在该文件内的用户不可使用 crontab。
  • /etc/cron.deny:将不可以使用 crontab 的帐号写入其中,不在其中的使用者可以使用 crontab。
  • 如果allow和deny文件都不存在,则只有root用户可以使用crontab命令。若都存在,allow文件优先于deny文件。一般来说,只需要保留一个,系统预设是保留 /etc/cron.deny ,你可以将不想让他执行 crontab 的使用者写入 /etc/cron.deny 当中。

  • /var/log/cron:cron日志文件。

2.3 crontab文件格式

crontab 每一行都代表一项任务, 每行的每个字段代表一项设置,它的格式共分为六个字段,前五段是时间设定段,第六段是要执行的命令段,格式如下:

minute hour day month week command
field allowed values
minute 0-59
hour 0-23
day 1-31
month 1-12 (or names)
week 0-7 (0 or 7 is Sunday, or use names)
  • 通过空格或tab分割;时间用数字或通配符表示;
  • 支持范围表示:8-10表示8,9,10
  • 支持列表:1,2,5,9
  • 支持间隔:*/2,在hour位表示每隔两小时
  • 月和星期可以使用英文的前三个字母表示,但这种形式不支持范围和列表。

例如,如果要在每天10:15运行命令:

15 10 * * * command

又例如,每隔7天,凌晨3点整自动执行命令:

0 3 */7 * * command

补充说明:

1)在command命令之前,还可以加上用户名;还可以通过run-parts参数指定命令文件目录。格式为:

minute hour day month week [user] command
minute hour day month week [user] run-parts directory

用法举例:

*/1 * * * * root echo "test" >/tmp/test_root.log
*/1 * * * * www echo "test" >/tmp/test_www.log
01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly

2)在/etc/crontab文件中,可以指定不同的用户名;在/var/spool/cron/目录下的文件中,只能指定与文件名相同的用户,指定其他用户的任务无效。

2.4 crontab命令

命令格式:

crontab [-u user] file
crontab [-u user] [ -e | -l | -r ]

命令功能:

设置用户的cron任务。创建、编辑和删除用户级别的cron配置文件。

参数说明:

  • -u user:用来设定某个用户的crontab服务,例如,“-u ixdba”表示设定ixdba用户的crontab服务,此参数一般有root用户来运行。
  • file:file是命令文件的名字,表示将file做为crontab的任务列表文件并载入crontab。如果在命令行中没有指定这个文件,crontab命令将接受标准输入(键盘)上键入的命令,并将它们载入crontab。
  • -e:编辑某个用户的crontab文件内容。如果不指定用户,则表示编辑当前用户的crontab文件。
  • -l:显示某个用户的crontab文件内容,如果不指定用户,则表示显示当前用户的crontab文件内容。
  • -r:从/var/spool/cron目录中删除某个用户的crontab文件,如果不指定用户,则默认删除当前用户的crontab文件。
  • -i:在删除用户的crontab文件时给确认提示。

使用说明:

不建议直接编辑/var/spool/cron下面的文件,避免造成安全问题和误操作。可以先在用户目录下编辑一个crontab格式的文件,然后使用crontab file的方式载入。这样也可以给crontab任务留存一个备份,在crontab文件丢失时,可以方便的恢复。

touch mycron
echo "0,15,30,45,18-06 * * * /bin/echo `date` > dev/tty1" > mycron
crontab mycron

2.5 注意事项

2.5.1 环境变量问题

有时我们创建了一个crontab,但是这个任务却无法自动执行,而手动执行这个任务却没有问题,这种情况一般是由于在crontab文件中没有配置环境变量引起的。

在crontab文件中定义多个调度任务时,需要特别注意的一个问题就是环境变量的设置,因为我们手动执行某个任务时,是在当前shell环境下进行的,程序当然能找到环境变量,而系统自动执行任务调度时,是不会加载任何环境变量的,因此,就需要在crontab文件中指定任务运行所需的所有环境变量,这样,系统执行任务调度时就没有问题了。

不要假定cron知道所需要的特殊环境,它其实并不知道。所以你要保证在shelll脚本中提供所有必要的路径和环境变量,除了一些自动设置的全局变量。所以注意如下3点:

  1. 脚本中涉及文件路径时写全局路径;
  2. 脚本执行要用到额外环境变量(如java相关)时,通过source命令引入环境变量;如:
cat start_cbp.sh
#!/bin/sh
source /etc/profile
export RUN_CONF=/home/d139/conf/platform/cbp/cbp_jboss.conf
/usr/local/jboss-4.0.5/bin/run.sh -c mev &
  1. 当手动执行脚本OK,但是crontab死活不执行时。这时必须大胆怀疑是环境变量惹的祸,并可以尝试在crontab中直接引入环境变量解决问题。如:
0 * * * * . /etc/profile;/bin/sh /var/www/java/audit_no_count/bin/restart_audit.sh

2.5.2 注意清理系统用户的邮件日志

每条任务调度执行完毕,系统都会将任务输出信息通过电子邮件的形式发送给当前系统用户,这样日积月累,日志信息会非常大,可能会影响系统的正常运行,因此,将每条任务进行重定向处理非常重要。例如,可以在crontab文件中设置如下形式,忽略日志输出:

0 */3 * * * /usr/local/apache2/apachectl restart >/dev/null 2>&1

/dev/null 2>&1表示先将标准输出重定向到/dev/null,然后将标准错误重定向到标准输出,由于标准输出已经重定向到了/dev/null,因此标准错误也会重定向到/dev/null,这样日志输出问题就解决了。

2.5.3 系统级任务调度与用户级任务调度

系统级任务调度主要完成系统的一些维护操作,用户级任务调度主要完成用户自定义的一些任务,可以将用户级任务调度放到系统级任务调度来完成(不建议这么做),但是反过来却不行,root用户的任务调度操作可以通过“crontab –uroot –e”来设置,也可以将调度任务直接写入/etc/crontab文件,需要注意的是,如果要定义一个定时重启系统的任务,就必须将任务放到/etc/crontab文件,即使在root用户下创建一个定时重启系统的任务也是无效的。

2.5.4 其他

1) 在crontab中%是有特殊含义的,表示换行的意思。如果要用的话必须进行转义\%,如经常用的date +%Y%m%d在crontab里是不会执行的,应该换成date +\%Y\%m\%d

三、anacron

anacron每小时执行一次,其运行脚本文件为:/etc/cron.hourly/0anacron。可见anacron正是依赖crontab每小时任务来保证其周期执行的。

应用程序和系统文件:(删除线表示不太需要关注)

  • /usr/sbin/anacron:anacron执行程序

配置文件和目录:

  • /etc/cron.hourly/0anacron:anacron运行脚本。

  • /etc/anacrontab:anacron任务配置文件。

  • /var/spool/anacron/:与crontab中的配置意义不同,该目录由anacron自动维护,其下的文件名称是anacron的任务名称,记录最近一次执行anacron任务的时间戳(日期)。anacron每小时检查这些时间戳以确定是否执行任务。

3.1 anacron时间格式

anacron任务配置格式如下:

duration delay command
field allowed values
duration 任务周期,数字,单位:天
delay 任务延迟时间,数字,单位:分钟

/etc/anacrontab中的默认配置为例:

[root@study ~]# cat /etc/anacrontab
HELL=/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

四、总结

crontab和anacron中的目录依赖关系比较复杂,现总结如下:

  1. crond 每分钟主动读取 /etc/crontab, /etc/cron.d/*, /var/spool/cron/* 等配置,并依据【分,时,日,周,月】的任务时间设置去执行任务;
  2. 根据 /etc/cron.d/0hourly 的设置,主动读取并执行 /etc/cron.hourly/ 目录下的脚本;
  3. 根据 /etc/cron.hourly/0anacron 的设置,主动每小时执行一次anacron ,anacron会读取 /etc/anacrontab 的配置;
  4. 根据 /etc/anacrontab 的设置,主动依据每天、每周、每月去分析和执行/etc/cron.daily/, /etc/cron.weekly/, /etc/cron.monthly/ 內的脚本。

更多可以参考:鳥哥的 Linux 私房菜 — 第十五章、例行性工作排程(crontab)

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