【Linux 服务器运维】定时任务 crontab 详解 | 文末送书

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前言

本文思维导图概述的主要内容：

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一、crontab 介绍

1.1 什么是 crontab

Crontab 是一个在 Unix 和 Linux 操作系统上用于定时执行任务的工具。它允许用户创建和管理计划任务，以便在特定的时间间隔或时间点自动运行命令或脚本。Crontab 是 cron table 的缩写，cron指的是 Unix 系统中的一个后台进程，它用于执行预定的任务。

Crontab 文件包含一系列计划任务条目，每个条目都定义了一个任务的执行时间和要运行的命令或脚本。这些任务可以按照分钟、小时、日、月和星期等不同的时间单位进行安排。

1.2 crontab 命令工作流程

crontab 命令通常用于在 Linux 系统中设置定期执行的任务，并将这些任务存储在 crontab 文件中。为了使用 crontab 命令，系统需要依赖crond 服务的支持。通常情况下，在操作系统安装时，crond服务会被默认安装并自动启动。crond进程会每分钟定期检查crontab文件中的任务列表，以确定是否有需要执行的任务，如果有，它会自动执行这些任务。

下面一张拓扑图方便理解：

在这里插入图片描述

可以总结为：只有安装了 crond 服务以后 crontab 命令才能使用，crontab 命令按照指定的格式编辑定时任务保存在 crontab 文件中，crond 服务会每分钟定期查看 crontab 文件中的定时任务列表去执行任务。

1.3 Linux 定时任务分类

Linux 系统下的任务调度分为两类：系统任务调度和用户任务调度。

  • 系统任务调度：系统周期性所要执行的工作，比如写缓存数据到硬盘、日志清理等。在/etc目录下有一个crontab文件，这个就是系统任务调度的配置文件。
  • 用户任务调度：用户自定义的定期要执行的工作，用户可以使用 crontab 工具来定制自己的计划任务，所有用户自定义的 crontab 文件都被保存在/var/spool/cron目录中。其文件名与用户名一致，例如我用 test 用户设置了一个定时任务，那么其对应的 crontab 文件就是 /var/spool/cron/test。

二、crontab 用法详解

2.1 crond 服务安装

一般情况下crond服务在安装系统的时候会被默认安装，并自动运行。

centos 或者红帽系统下检查服务是否安装：

systemctl status crond

如果显示 Unit crond.service could not be found.，则需要安装crond服务。

# crond 安装：
yum -y install crontabs
# 启动 crond 服务: 
systemctl start crond
# 关闭 crond 服务: 
systemctl stop crond
# crond设置开机自启动: 
systemctl enable crond
# 重新载入配置
systemctl reload crond
# 查看 crontab 服务是否已经加入了开机启动
chkconfig crond --list
# 加入开机自动启动
chkconfig crond on

2.2 crontab 文件内容分析

如前所述，我们已经了解了使用 crontab 命令来编辑并保存定时任务到 crontab 文件中。现在，让我们深入了解一下定时任务的格式是怎么样的。

你可以执行以下命令来查看 crontab 文件的示例内容：

在这里插入图片描述

前四行是用来配置 crond 任务运行的环境变量

第一行 SHELL 变量指定了系统要使用哪个 shell，这里是 bash

第二行 PATH 变量指定了系统执行命令的路径

第三行 MAILTO 变量指定了 crond 的任务执行信息将通过电子邮件发送给 root 用户

如果 MAILTO 变量的值为空，则表示不发送任务执行信息给用户

最后一行是 Crontab 的条目，基本格式如下：

*  *  *  *  * user-name  command to be executed

就是通过设置 crontab 文件中的这五个*来确定任务的执行时间的， user-name 是执行任务的用户，command to be executed 是要执行的命令或者脚本任务，我们具体来看下这五个*所代表的含义。

其中，星号代表通配符，表示可以匹配任何值。每个星号代表不同的时间单位：

  • 第一个星号表示分钟（0-59）
  • 第二个星号表示小时（0-23）
  • 第三个星号表示一个月中的某一天（1-31）
  • 第四个星号表示月份（1-12或者用缩写，如1表示一月，2表示二月）
  • 第五个星号表示星期几（0-7或者用缩写，0和7都表示星期日，1表示星期一，以此类推）

其实，除了*这个字符之外还有其他的特殊字符，用来满足不同的定时需求。

特殊符号 含义 举例说明
*（星号） 表示任何时间 例如： * 8 * * * 表示每天 8 点的每一分钟都执行一次命令
,（逗号） 用逗号隔开表示该字段的取值 例如：10 8,10,12 * * *表示在每天的 8:10,10:10,12:10 都会执行一次命令
-（中杠） 表示两个整数之间的取值范围 例如：10 8 * * 1-3 表示每周一到周三的 8:10 执行一次命令
/（正斜线） 表示间隔多久执行一次 例如：* /10 * * * *表示每隔 10 分钟就执行一次命令

总结：

  • 周和日最好不要同时用
  • 定时任务要加注解
  • 可以定向到日志文件或者空文件
  • 定时任务一定是绝对路径，且目录必须存在才能出结果
  • crontab 服务一定要开启运行

2.3 crontab 命令用法

2.3.1 查看定时任务列表

使用下面命令进行查看定时任务列表

[test@hecs]# crontab -l	# 查看定时任务列表
2.3.2 编辑/创建定时任务

实际上，在使用中，设置Crontab定时任务非常容易。只需切换到执行命令的用户，然后运行crontab -e命令，这将打开一个空白文件，你只需在其中输入要定时执行的任务即可。

[test@hecs]# crontab -e	# 编辑定时任务
#进入 crontab 编辑界面。会打开Vim编辑你的任务
 */10 * * * *   /home/test/test.sh

编辑完保存之后，就会在/var/spool/cron/目录生成一个名字叫test文件，这个文件就是test用户的crontab文件。

在crontab [选项] file 命令中， file 指的是命令文件的名字，表示将 file 作为 crontab 的任务列表文件并载入 crontab，若在命令行中未指定文件名，则此命令将接受标准输入（键盘）上键入的命令，并将它们键入 crontab, 例如:crontab -u test /root/jobs.txt ，表示用/root/jobs.txt 这个文件中的任务列表载入crontab。

2.3.3 删除定时任务
# 直接删除不提示
[test@hecs]# crontab -r 
或
# 删除前给出提示确认
[test@hecs]# crontab -i

执行上述命令后，会从/var/spool/cron目录中删除用户的 crontab 文件，如果不指定用户，则默认删除当前用户的 crontab 文件。

注意：执行删除命令后，即该用户下所有的定时任务都会被删除。如果只是想删除某个定时任务，用crontab -e命令编辑 crontab 文件删除某个任务即可。

2.3.4 其他 crontab 相关操作
（1）备份 crontab 文件

执行下面的命令可以备份当前的 crontab 文件

crontab -l > $HOME/mycron
（2）恢复丢失的 crontab 文件

如果不小心误删了crontab文件，假设你在自己的$HOME目录下还有一个备份，那么可以将其拷贝到/var/spool/cron/<username>，其中 是用户名。如果由于权限问题无法完成拷贝，可以用：crontab 其中，是你在$HOME目录中副本的文件名。

有些 crontab 的变体有些怪异，所以在使用 crontab 命令时要格外小心。如果遗漏了任何选项，crontab 可能会打开一个空文件，或者看起来像是个空文件。这时直接退出，不要按Ctrl-D，否则你将丢失 crontab 文件。

三、crontab 的注意事项

3.1 注意环境变量问题

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

脚本中涉及文件路径时写全局路径；
脚本执行要用到java或其他环境变量时，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 &

当手动执行脚本OK，但是crontab死活不执行时。可以尝试在crontab中直接引入环境变量解决问题。

0 * * * * . /etc/profile;/bin/sh /var/www/java/audit_no_count/bin/restart_audit.sh

3.2 系统级任务调度与用户级任务调度

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。

3.3 其他注意及总结

  1. 环境变量问题，例如crontab不能识别Java的环境变量
    crontab执行shell时，只能识别为数不多的环境变量，普通的环境变量是无法识别的，所以在编写shell时，最好使用export重新声明变量，确保脚本执行。
  2. 命令的执行最好用脚本
  3. 脚本权限加/bin/sh，规范路径/server/scripts
  4. 时间变量用反斜线转义，最好用脚本
  5. 定时任务添加注释
  6. >/dev/null 2>&1 ==>&>/dev/null别随意打印日志文件
  7. 定时任务一定是绝对路径，且目录必须存在才能出结果
  8. 避免不必要的程序以及命令输出
  9. 定时任务之前添加注释
  10. 打包到文件目录的上一级
  11. 周和日最好不要同时用
  12. 可以定向到日志文件或者空文件
  13. crontab 服务一定要开启运行

四、调试不起作用/失效的 crontab

4.1 失效的 crontab 调试解决办法

当 crontab 突然失效时，可以尝试/etc/init.d/crond restart解决问题。或者查看日志看某个 job 有没有执行/报错tail -f /var/log/cron。
千万别乱运行crontab -r，这会从 crontab 目录（/var/spool/cron）中删除用户的 crontab 文件。删除了该用户的所有 crontab 都没了。
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

4.2 定时任务不执行原因及解决办法

定时任务设置的格式正确，手动执行也没问题，但是定时任务就是不执行，这种情况的出现，一般是由下面几个原因造成的。

  • crond服务未启动
    需要首先排查下crond服务是否启动，可使用systemctl status crond 命令查看，如果未启动，则启动即可。
  • 脚本无权限
    如果要执行脚本无权限，通过chmod命令加上权限即可。
  • 文件路径问题
    定时任务要执行的脚本中涉及文件路径时，一定要写全局路径，不能写相对路径。
  • 环境变量问题
    定时任务要执行的脚本要用到java或其他环境变量时，需要通过source命令引入环境变量。
[test@vm1]# cat test.sh
#!/bin/bash
source /etc/profile
java -jar  /home/test/test.jar

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最直接的原因就是Linux应用十分广泛，在实际工作的诸多方面都需要用到它。在大中小型企业的服务器应用领域，Linxu系统的市场份额越来越重，也从侧面说明Linux的出色表现和广泛应用。

Linux是一款基于POSIX和UNIX的多用户、多任务、支持多线程和多CPU，且免费使用和自由传播的操作系统。用户可以通过网络或其他途径免费获得，并可以任意修改其源代码，这也是它区别于其他操作系统的地方。

Linux是自由软件和开放源代码软件发展中最著名的例子。只要遵循GNU GPL(GNU通用公共许可证)，任何个人或机构都可以自由地使用Linux的所有底层源代码，也可以自由地修改和再发布。因此，Linux也成为开源软件的代名词。

PART2：Linux系统的应用领域

目前各种Linux发行版应用于从嵌入式设备到超级计算机等很多场合，尤其在IT服务器领域，Linux已经确立了主导地位，如图所示.

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服务器一般采用LAMP(Linux＋Apache＋MySQL＋PHP)或LNMP(Linux＋Nginx＋MySQL＋PHP)组合。

１.Linux 在服务器的应用
随着开源软件在世界范围内影响力日益增强，Linux服务器操作系统在整个服务器操作系统市场中占据了越来越多的市场份额ꎬ已经形成了大规模市场应用的局面。
随着Linux在服务器领域的广泛应用，已经涉及电信、金融、政府、教育、交通、农业和石油等领域ꎮ同时各大硬件厂商也相继支持Linux操作系统，表明了Linux在服务器市场前景是光明的，未来一定能够冲击更大的服务器市场。

２.嵌入式 Linux 的应用
由于Linux系统开放源代码、功能强大、稳定性强且具有极大的伸缩性，再加上其广泛支持大量的微处理器体系结构、硬件设备、图形支持和通信协议ꎬ因此也广泛应用在嵌入式领域。
目前Linux已经广泛应用于手机、平板计算机、路由器、电视和电子游戏机等。在移动设备上广泛使用的Android操作系统就是创建在Linux内核之上的。此外，思科公司在网络防火墙和路由器中使用的是定制的Linux，阿里云也开发了一套基于Linux的操作系统YunOS。

３.桌面 Linux 的应用
近几年，Linux桌面操作系统在国内市场发展非常迅猛。如中标麒麟Linux、红旗Linux和深度Linux等系统软件的厂商都推出了Linux桌面操作系统，而且目前已经在企业、OEＭ(原始设备制造商)和政府等领域广泛应用。

PART3：Linux的版本选择

Linux系统的发行版本很多，即便是其忠实用户也没有太多时间和精力一一尝试。对于初学者来说，在学习Linux之前需要一个明确的方向，从众多版本中选择一款适合自己需求的是非常重要的ꎮ这里将带大家了解各个Linux版本之间的特点。

作者简介

Linux领域头部号主，线上超50万粉丝；曾任职于世界500强外企；研究生国家奖学金获得者；6年公众号写作经历，500余篇原创文章，部分文章阅读量超100万次；21年进军短视频领域，产出300余条短视频原创文案，部分单视频播放量超350万次

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