在 Linux 中，我们经常使用 cron 执行一些定时任务，只需要配置一下时间，它就可以周期的执行一些任务。

不知道你是否清楚它的详细用法？是否发现，脚本单独运行时是好好的，放到 cron 任务里却挂了！！！一个部署了 crond 的服务器，系统资源却被莫名其妙的被占满了，Why？？？

简介

在 Linux 平台上如果需要实现定时或者周期执行某一个任务，可以通过编写 cron 脚本来实现。Linux 默认会在开机时启动 crond 进程，该进程负责读取调度任务并执行，用户只需要将相应的调度脚本写入 cron 的调度配置文件中。

另外，需要注意的是，cron 采用的是分钟级的调度，如果要更高精度的，只能用其它方法。

而且，每次执行时都是并发执行，而非串行。

安装、启动

在很多的发行版本中，cron 是默认安装的，包括了 crond+crontab 两个主要命令。前者是后台任务，用于调度执行；后者用来编译、查看、管理定时任务。

在 CentOS 7 中，该服务是默认安装的，如果没有，则可以安装 cronie 包，然后通过如下命令启动 crond 服务。

# systemctl start crond

其它的相关操作与 systemctl 指令相同，如 status、restart、stop 等操作。

配置定时任务

定时任务包括了两类：

系统级任务 /etc/crontab 需要 root 权限，其中第六部分指定了用户名，也就是说能以任意用户执行命令；通常用于系统服务或者一些重要的任务。
用户级任务 /var/spool/cron/ 注意，此时的第六部分为用户需要执行的命令，而且只能以创建任务的用户身份执行。

如果用的任务不是以 hourly monthly weekly 方式执行，则可以将相应的 crontab 写入到 crontab 或 cron.d 目录中。如，可以在 cron.d 目录下新建脚本 echo-date.sh。

# .---------------- minute (0 - 59)
# |  .------------- hour (0 - 23)
# |  |  .---------- day of month (1 - 31)
# |  |  |  .------- month (1 - 12) OR jan,feb,mar,apr ...
# |  |  |  |  .---- day of week (0 - 6) (Sunday=0 or 7) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat
# |  |  |  |  |
# *  *  *  *  * user-name  command to be executed

通常来说，我们是通过 crontab 命令来管理定时任务，常用的参数有：

-e 编辑 crontab 任务，默认使用当前用户。
-l 列出用户所有的定时任务；注意，不会显示 /etc 目录下的配置任务。
-r 删除所有的定时任务。
-u 指定用户名。

最常见的是通过 crontab -e 编辑 crontab 任务，此时会通过环境变量 $EDITOR 定义的值，调用相应的编辑器，例如 export EDITOR="/usr/bin/vim"，通过 vim 进行编辑。此时会在 /tmp 目录下生成一个临时文件，当编辑完成后替换掉 /var/spool/cron/ 中对应用户的文件。

另外，也可以编辑一个临时文件如 contabs.tmp，编辑后通过 contab contabs.tmp 命令导入新的配置。一般不建议直接修改 /etc/ 下的相关配置文件。

通常来说，需要检查 /etc/crontab 文件、/etc/cron.*/ 目录，以及 /var/spool/cron/ 目录。

Anacron

其实在官方的源码中，还包括了一个 anacron 指令，而 CentOS 7 中是包含在 anaconda-core 包中的；所以，如果使用 anacron 命令，必须安装该包。

简介

像服务器来说，Linux 主机通常是 24 全天全年的处于开机状态，此时只需要 atd 与 crond 这两个服务即可；而对于像我们自己的电脑，经常关机，那么我们就需要 anacron 的帮助了。

anacron 并不能取代 cron，而是以天为单位或者是在启动后立刻进行 anacron 的动作。它会去侦测停机期间该执行但未执行的 crontab 任务，并将该任务运行一遍后，anacron 就会自动停止。

通过 anacron 命令，我们可以选择串行执行（默认）、强制执行（不判断时间戳）、立即执行未执行任务（不延迟等待）等操作。其配置文件是 /etc/anacrontab，每次执行完成会在 /var/spool/anacron/ 目录下保存运行的时间点。

任务配置

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

其中开头定义了一些环境变量等信息，而配置项的含义如下：

period in days 指定指令执行的周期，即指定任务在多少天内执行一次，也可以使用宏定义，如 @day、@weekly、@monthly。
delay in minutes 当命令已经就绪后，并非立即执行，而是要延迟等待一段时间。
job-identifier 每次启动时都会在 /var/spool/anacron 里面建立一个以 job-identifier 为文件名的文件，记录着任务完成的时间。
command 要运行的命令，其中 run-parts 用来运行整个目录的可执行程序。

命令详解

实际上，anacron 也是一个 cron 任务，可以通过 ls /etc/cron*/*anacron 查看。通常是通过 anacron -s 执行，以 anacron -s cron.daily 为例，会有如下的步骤：

由配置文件 /etc/anacrontab 解析到 cron.daily 这项工作名称的执行周期为一天。
从 /var/spool/anacron/cron.daily 取出最近一次运行 anacron 的时间戳。
把取出的时间戳与当前的时间戳相比较，如果差异超过了一天，那么就准备进行命令。
若准备执行命令，根据 /etc/anacrontab 的配置，计算延迟的时间。
延迟时间后，开始运行后续命令，也就是 run-parts /etc/cron.daily 这串命令。
运行完毕后，anacron 程序结束。

另外，需要注意的是，命令执行通常为串行执行。

示例

在配置 crontab 任务时，有几个特殊的符号：A) * 所有的取值范围内的数字；B) / 每的意思，如 */5 表示每 5 个单位；C) - 从某个数字到某个数字；D) , 用来分开几个离散的数字。

以下举几个例子说明问题：

*/10 * * * *     echo "Ten minutes ago." >> /tmp/foo.txt    // 每十分钟执行一次
0 6 * * *        echo "Good morning." >> /tmp/foo.txt       // 每天早上6点
0 */2 * * *      echo "Have a break now." >> /tmp/foo.txt   // 每两个小时
45 4 1,10,22 * * echo "Restart server." >> /tmp/foo.txt     // 每月1、10、22日的4:45
0 23-7/2,8 * * * echo "Have a good dream." >> /tmp/foo.txt  // 晚上11点到早上8点之间每两个小时，早上八点
0 11 4 * 1-3     echo "Just kidding." >> /tmp/foo.txt       // 每月4号和每周的周一到周三的早上11点
45 11 * * 0,6    echo "Have a good lunch." >> /tmp/foo.txt  // 每周六、周日的11点45分
0 9 * * 1-5      echo "Work hard." >> /tmp/foo.txt          // 从周一到周五的9点
2 8-16/3 * * *   echo "Some examples." >> /tmp/foo.txt      // 8:02、11:02、14:02执行

0,30 18-23 * * *    echo "Same." >> /tmp/foo.txt            // 每天18:00到23:00之间每隔30分钟
0-59/30 18-23 * * * echo "Same." >> /tmp/foo.txt            // 同上
*/30 18-23 * * *    echo "Same." >> /tmp/foo.txt            // 同上

另外，需要注意的几点：

可以在 crontab 的命令中使用环境变量，如：*/1 * * * * echo $HOME 。
第三个域和第五个域是 “或” 操作。

通常，使用 crontab -e 进行的配置是针对某个用户的，而编辑 /etc/crontab 是针对系统的任务。

特殊用法

除了上述的写法外，crontab 提供了一些简单的时间定义方法，如：

@daily         echo "Hi" >> /tmp/foo.txt

除此之外还有如下类似的类型，可以通过 man 5 crontab 查看。

@reboot    :    Run once after reboot.
@yearly    :    Run once a year, ie.  "0 0 1 1 *".
@annually  :    Run once a year, ie.  "0 0 1 1 *".
@monthly   :    Run once a month, ie. "0 0 1 * *".
@weekly    :    Run once a week, ie.  "0 0 * * 0".
@daily     :    Run once a day, ie.   "0 0 * * *".
@hourly    :    Run once an hour, ie. "0 * * * *".

常用技巧

可以通过如下命令查看所有用户的 cron 定时任务，注意需要使用 root 权限。

for user in $(cut -f1 -d: /etc/passwd); do echo "### Crontabs for $user ####"; crontab -u $user -l; done

需要注意的是，上述脚本只能显示 user 的 crontabs，如果要查看所有的还需要解析 /etc/crontab、/etc/crontab.d、/etc/cron.daily 等配置文件中的任务。

常见问题

简单记录在使用 crontab 时遇到的问题。

% 导致的问题

例如写个了一个 shell 脚本，其中参数中使用了 %，那么在 cron 任务中就可能会执行错误，或者与预期的不符。为简单起见只是将传入的参数保存在 /tmp/foobar.log 中，脚本文件为 /tmp/foobar.sh，其内容如下：

#!/bin/bash
echo $1 >> /tmp/foobar.log

然后我们新建一个 cron 任务，内容如下：

*/1 * * * * /tmp/foobar.sh "`date '+%Y-%m-%d %H:%M:%S'`" > /dev/null 2>&1

正常来说在 /tmp/foobar.log 中会每隔 1 分钟打印一条日志，而实际上却没有。查看 /var/log/cron 日志可以发现，是没有完整执行上述命令的。

实际上，在 cron 任务中，% 是有特殊意义的，在这里需要转义，通过 man 5 crontab 查看帮助，可以看到如下内容：

A “%” character in the command, unless escaped with a backslash (\), will be changed into newline characters, and all data after the first % will be sent to the command as standard input.

也就是说，如果 % 没有通过 \ 转义，那么就会被替换成换行，上述命令的正确打开姿势是：

*/1 * * * * /tmp/foobar.sh "`date '+\%Y-\%m-\%d \%H:\%M:\%S'`" > /dev/null 2>&1

输出字符引发的血案

现象是，登陆一台公用的跳板机时，当尝试从个人帐号切换到公用帐号时发现报错，是由于进程数超过了最大限制 ulimit -u，然后通过 ps aux 发现有很多进程，其中比较多的是如下的两条命令：

/usr/sbin/postdrop -r
/usr/sbin/sendmail -FCronDaemon -i -odi -oem -oi -t -f root

基本可以确定是邮件的发送服务导致的，那么是什么程序调用的呢？通过 pstree 发现，其父进程为 crond 。

然后，通过 du -i 查看，发现 /var 的 inode 数目使用了 100%，通过如下命令查看根目录下的文件数目，也就是大约每个子目录中 inode 的数目。

$ for dir in `ls -1Ad /*`; do echo -e "${dir} \t\t `find ${dir} | wc -l`"; done

然后，可以逐层向下查找，最后可以发现是 /var/spool/postfix/maildrop 目录下有大量的文件。通过 file 命令查看是 data 类型，实际上该目录下的文件可以通过 strings 命令查看，其内容为 crond 发送的邮件。

大概定位到了原因，先恢复掉。kill 掉所有 postdrop、sendmail 进程，然后清空 maildrop 目录下的文件。此时如果直接通过 rm * -f 删除，会由于文件过多而报错，可以通过如下两种方式进行删除。

# find /tmp -type f -exec rm {} \;
# ls | xargs rm -vf

OK，环境已经恢复，那么具体是什么原因导致的呢？

查看 cronie 的源码可以发现，crond 会 fork 一个子进程去执行任务，而该进程有会再 fork 一个孙子进程执行真正的命令，代码的调用逻辑如下。

main()                       # C入口函数
 |-job_runqueue()            # 执行队列中的命令
   |-do_command()            # 此时会fork一个子进程执行，主进程继续工作
     |-child_process()       # 再fork一个进程，通过execle执行shell命令
       |-execle()            # 执行真正的shell指令，在孙子进程中执行

在 child_process() 函数中通过 fork() 子进程前，会创建两个管道 (stdin+stdout) 用来与子进程通讯，分别表示输入和输出。默认情况下，crontab 会将命令执行的输出，通过邮件发送给用户。

而在查看 /var/log/maillog 日志发现，是由于 pickup 管道不存在，导致邮件一直在积压。

通常来说，我们不需要发送邮件，为了防止上述问题的发生，可以配置运行脚本输出为 >/dev/null 2>&1，来避免 crontab 运行中有内容输出。

0 * * * * /path/to/script.sh    > /dev/null
0 * * * * /path/to/script.sh    > /dev/null 2>&1
0 * * * * /path/to/command arg1 > /dev/null 2>&1 || true

或者直接在 crontab 文件的顶部设置 MAILTO 变量为空，也就是 MAILTO="" 。

当然，如果有必要，可以将输出发送到指定邮箱，但是需要首先确保邮件服务是正常的，然后添加如下配置项：

MAILTO="ooops@foobar.com"
0 3 * * * echo "Helloooo!"

参考

源码可以从 cronie project 官方网站下载，相关的帮助可以查看 man 1 crontab (命令行语法相关)、man 5 crontab (配置文件相关)。

你所不知道的 Linux 定时任务

简介 #

安装、启动 #

相关配置文件 #

配置定时任务 #

Anacron #

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任务配置 #

命令详解 #

示例 #

特殊用法 #

常用技巧 #

常见问题 #

% 导致的问题 #

输出字符引发的血案 #

参考 #

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