task scheduling manager

cron，这是 Linux 系统中用于定时执行任务的核心服务，也是实现自动化运维的基石。

`cron` - Linux 任务计划调度器

一、`cron` 概念

是什么：cron 是一个在后台持续运行的守护进程 (daemon)，名为 crond。它会根据一个名为 crontab (cron table) 的配置文件，在指定的时间、日期或间隔自动执行预设的命令或脚本。
用途：
- 系统维护：定时清理日志文件、更新软件包、检查系统状态。
- 数据处理：定时备份数据库、同步文件、生成报表。
- 应用任务：定时执行爬虫、发送邮件通知、运行批处理作业。
- 监控脚本：定时运行我们之前讨论过的性能监控脚本（如检查内存、磁盘空间）并发送告警。

二、`crontab` 配置文件

cron 的所有调度规则都定义在 crontab 文件中。每个用户都可以拥有自己的 crontab 文件，此外还有一个系统级的 crontab 文件。

用户 crontab:
- 这是最常用的方式。每个用户定义的任务都以该用户的身份运行。
- 文件通常存储在 /var/spool/cron/ (CentOS/RHEL) 或 /var/spool/cron/crontabs/ (Debian/Ubuntu) 目录下，文件名与用户名相同。
- 绝不应该直接编辑这些文件，而应使用 crontab -e 命令。
系统 crontab:
- 文件路径是 /etc/crontab。
- 这个文件通常由系统管理员维护，用于执行系统级的维护任务。
- 与用户 crontab 不同，它的语法需要在命令前指定运行该命令的用户名。
预设的 cron 目录:
- 很多系统还提供了更简单的定时任务配置方式，只需将可执行脚本放入以下目录即可：
  - /etc/cron.hourly/: 每小时执行一次。
  - /etc/cron.daily/: 每天执行一次。
  - /etc/cron.weekly/: 每周执行一次。
  - /etc/cron.monthly/: 每月执行一次。

三、`crontab` 命令

这是管理用户 crontab 文件的标准工具。

crontab -e: 编辑当前用户的 crontab 文件。第一次运行时，可能会让你选择一个默认的文本编辑器（如 nano, vim）。
crontab -l: 列出当前用户的所有 cron 任务。
crontab -r: 移除当前用户的所有 cron 任务。这个命令非常危险，会不经确认直接删除所有任务，请谨慎使用！
crontab -u <username> -e: (需要 root 权限) 编辑指定用户的 crontab 文件。

四、`crontab` 语法

crontab 的每一行都代表一个定时任务，其格式如下：

# ┌───────────── 分钟 (0 - 59)
# │ ┌───────────── 小时 (0 - 23)
# │ │ ┌───────────── 一个月中的第几天 (1 - 31)
# │ │ │ ┌───────────── 月份 (1 - 12)
# │ │ │ │ ┌───────────── 一周中的星期几 (0 - 7) (0 和 7 都代表星期日)
# │ │ │ │ │
# │ │ │ │ │
  * * * * *   <要执行的命令或脚本的绝对路径>

特殊字符的含义:

* (星号): 代表该字段的每一个可能值。例如，分钟字段的 * 表示“每分钟”。
, (逗号): 用于分隔一个列表。例如，1,15,30 在分钟字段表示第 1、15、30 分钟。
- (连字符): 用于表示一个范围。例如，9-17 在小时字段表示从早上 9 点到下午 5 点的每个小时。
/ (斜杠): 用于指定步长（间隔）。例如，*/5 在分钟字段表示“每 5 分钟”。它等同于 0,5,10,15,...。

五、实战示例

每天凌晨 2:15 清理临时文件:
1
15 2 * * * /usr/bin/rm -rf /tmp/*
每周日凌晨 4:30 执行数据库备份脚本:
1
30 4 * * 0 /home/mugster/scripts/backup_mysql.sh
(这里的 0 代表星期日)
工作日的每天下午 6 点整发送报告:
1
0 18 * * 1-5 /home/mugster/scripts/send_report.py
(这里的 1-5 代表星期一到星期五)

每隔 10 分钟检查一次网站健康状态:

1	/10 * * * /usr/bin/curl -s --head http://yourwebsite.com \|\| /home/mugster/scripts/notify_admin.sh

(如果 curl 命令失败，则执行通知脚本)

每月 1 号的凌晨 0 点 0 分执行月度归档任务:
1
0 0 1 * * /home/mugster/scripts/monthly_archive.sh

六、运维中的重要注意事项

使用绝对路径：cron 执行任务时的环境变量非常有限，可能找不到你登录时可以正常使用的命令。因此，在 crontab 中，所有命令和脚本都应使用绝对路径。可以用 which <command> 来查找命令的绝对路径。
重定向输出：默认情况下，cron 任务的任何输出（标准输出和标准错误输出）都会以邮件形式发送给任务的所有者。为了避免产生大量不必要的邮件，通常需要重定向输出：
- 不关心输出:
  1
  * * * * * /path/to/command > /dev/null 2>&1
  这会将标准输出 (>) 和标准错误输出 (2>&1) 都重定向到“黑洞”设备 /dev/null。
- 记录到日志文件:
  1
  * * * * * /path/to/command >> /var/log/my_cron_job.log 2>&1
  >> 表示追加到日志文件，而不是覆盖。
权限问题：cron 任务是以其所有者的身份运行的。确保该用户对要执行的脚本有执行权限 (chmod +x /path/to/script.sh)，并且对脚本中涉及的所有文件和目录有正确的读写权限。
% 符号的转义：在 crontab 的命令部分，% 符号有特殊含义，会被转换成换行符。如果你需要使用 %（例如在 date 命令的格式化字符串中），你需要用反斜杠 \ 进行转义。
1
2
3
4
# 错误
0 * * * * cp /var/log/app.log /backups/app-$(date +%Y-%m-%d).log
# 正确
0 * * * * cp /var/log/app.log /backups/app-$(date +\%Y-\%m-\%d).log

cron 是 Linux 系统自动化的核心，理解并熟练使用它，是每一位系统管理员和运维工程师的必备技能。

systemd timer这是 systemd 体系中用于替代传统 cron 的现代化任务调度机制。它功能更强大、日志更完善、依赖关系管理更灵活。

`systemd timer` - 新一代的 Linux 定时任务管理器

一、`systemd timer` 概念与优势

是什么：systemd timer 是一种 systemd 的单元 (unit) 类型，文件名以 .timer 结尾。它不直接执行任务，而是像一个闹钟，在指定的时间被激活 (trigger)，然后去启动另一个与之配对的 systemd 单元（通常是一个 .service 单元）。
核心理念：将“何时执行” (timer) 与“执行什么” (service) 解耦。
相比 cron 的优势：
1. 日志记录超强：所有 timer 触发的服务的输出都会自动被 journald 捕获，可以通过 journalctl 轻松查看任务是否成功、输出是什么、错误信息是什么，无需手动重定向。
2. 依赖与顺序管理：可以精确定义任务在系统启动后多久、在某个网络服务可用后、或在某个挂载点就绪后才开始执行。这是 cron 难以做到的。
3. 灵活性更高：支持更复杂的定时规则，如“开机后 5 分钟”、“上次运行后 1 小时”等，并且可以为不同的定时器设置不同的精确度。
4. 资源控制：由于任务是通过 .service 文件执行的，因此可以利用 systemd 强大的资源控制能力（Cgroups），限制任务的 CPU、内存使用量。
5. 易于管理和调试：可以使用标准的 systemctl 命令来控制（启动、停止、查看状态）定时任务，就像管理普通服务一样。

二、`systemd timer` 的组成部分

一个完整的 systemd timer 任务通常由两个文件组成，它们的文件名（除后缀外）必须相同。

.timer 文件 (定义何时执行)
- 作用：描述定时规则。
- 存放路径：
  - 系统级：/etc/systemd/system/
  - 用户级：~/.config/systemd/user/
- 关键配置段：
  - [Unit]: Description 描述信息。
  - [Timer]: 核心部分，定义时间。
    - OnCalendar=: 基于日历的绝对时间，语法类似 cron 但更灵活。
    - OnBootSec=: 系统启动后多长时间执行。
    - OnStartupSec=: systemd 进程启动后多长时间执行。
    - OnUnitActiveSec=: 该 timer 单元上次被激活后多长时间执行。
    - Persistent=true: 如果系统在 timer 应该触发时处于关机状态，那么在下次开机后立即补偿执行一次错过的任务。
    - RandomizedDelaySec=: 随机延迟，避免大量任务在同一精确时刻同时执行，造成系统负载尖峰（Thundering Herd Problem）。
  - [Install]: WantedBy=timers.target 表示这个 timer 应该被 timers.target 管理。
.service 文件 (定义做什么)
- 作用：描述要执行的具体命令或脚本。
- 存放路径：与 .timer 文件相同。
- 关键配置段：
  - [Unit]: Description 描述信息，可以定义依赖关系（如 After=network.target）。
  - [Service]: 核心部分，定义执行的动作。
    - Type=oneshot: 表示这是一个一次性执行的任务，而不是长期运行的服务。
    - ExecStart=: 指定要执行的命令或脚本的绝对路径。

三、`OnCalendar` 语法详解

OnCalendar 的格式非常灵活：DayOfWeek Year-Month-Day Hour:Minute:Second

可以省略前面的部分，例如 HH:MM:SS 表示每天的这个时间。
*: 通配符，表示每个值。
,: 列表分隔符，例如 Mon,Wed,Fri。
-: 范围，例如 9-17。
/: 步长，例如 *:0/15 表示每 15 分钟。
预设别名：minutely, hourly, daily, weekly, monthly, yearly。

对比 cron 的示例：

描述	`cron` 语法	`systemd OnCalendar` 语法
每分钟	`* * * * *`	`minutely` 或 `--* ::00`
每 5 分钟	`/5 * * *`	`*:0/5`
每天凌晨 2:30	`30 2 * * *`	`daily`（不精确）或 `02:30:00`
周一早上 9 点	`0 9 * * 1`	`Mon --* 09:00:00`

四、实战：创建一个 `systemd timer` 任务

目标：创建一个系统级的定时任务，每 5 分钟清理一次 /tmp 目录，并在网络可用后才执行。

第一步：创建 `.service` 文件

使用文本编辑器（如 nano 或 vim）创建文件：如何知道systemd的配置文件在哪

1	sudo nano /etc/systemd/system/cleanup-tmp.service

写入以下内容：

[Unit]
Description=Clean up the /tmp directory
# 这是一个好的实践，描述任务是什么

[Service]
Type=oneshot
# 这是一个一次性任务
ExecStart=/usr/bin/rm -rf /tmp/my-app-*
# 必须使用绝对路径，这里只删除特定模式的文件，更安全
User=nobody
# 以一个低权限用户运行，增加安全性
Group=nogroup

第二步：创建 `.timer` 文件

文件名必须与 .service 文件匹配：

1	sudo nano /etc/systemd/system/cleanup-tmp.timer

写入以下内容：

[Unit]
Description=Run cleanup-tmp.service every 5 minutes

[Timer]
# OnCalendar=*:0/5  # 这是基于日历的每5分钟
OnUnitActiveSec=5min
# 这种方式更灵活：从上次激活后5分钟执行
OnBootSec=1min
# 开机1分钟后第一次执行
RandomizedDelaySec=30s
# 增加最多30秒的随机延迟

[Install]
WantedBy=timers.target
# 确保 timer 会随系统启动

第三步：管理和启用 `timer`

重新加载 systemd 配置：
1
sudo systemctl daemon-reload

**启动并启用 timer**（注意，我们操作的是 .timer 文件，不是 .service 文件！）：

# 立即启动 timer，让它开始计时
sudo systemctl start cleanup-tmp.timer

# 设置 timer 开机自启
sudo systemctl enable cleanup-tmp.timer

第四步：验证和调试

**列出所有活动的 timer**：
1
systemctl list-timers
你应该能看到 cleanup-tmp.timer，以及它下一次触发的时间 (NEXT) 和距离现在的时间 (LEFT)。
查看 timer 的状态：
1
systemctl status cleanup-tmp.timer

查看 service 的执行日志：
当 timer 触发过 service 后，你可以用 journalctl 查看日志。

# 查看关联服务的日志
journalctl -u cleanup-tmp.service

# 持续关注日志
journalctl -u cleanup-tmp.service -f

手动触发一次任务进行测试：
如果你不想等待定时器触发，可以手动运行 .service 文件来测试命令是否正确。
1
sudo systemctl start cleanup-tmp.service
然后立即检查日志。

cron - Linux 任务计划调度器

一、cron 概念

二、crontab 配置文件

三、crontab 命令

四、crontab 语法

五、实战示例

六、运维中的重要注意事项

systemd timer - 新一代的 Linux 定时任务管理器

一、systemd timer 概念与优势

二、systemd timer 的组成部分

三、OnCalendar 语法详解

四、实战：创建一个 systemd timer 任务

第一步：创建 .service 文件

第二步：创建 .timer 文件

第三步：管理和启用 timer