【Linux相識相知】任務計劃和周期性任務

本文主要講解了linux下的at命令的使用和周期性任務計劃crond的用法。 ...

在我們的生活中，有的工作是例行的，例如每年一次加薪、每年給女朋友過一次生日、每天上班都要打卡等，有的工作是臨時發生的，例如明天朋友要來訪，你需要準備午餐等等。

像很多例行的工作，你一旦忙起來就很容易忘記，這時候就需要人去提醒你，linux的crontab功能就能夠排上用場了，例如每年女朋友的生日前一天給你發個郵件提醒你，好讓你有所準備。臨時發生的事情，例如上面那個例子，明天朋友要來訪，在第二天的上午給你發一封郵件提醒你要精心準備午餐。這時候linux的at功能就能派上用場了。那他們之間有什麼不一樣呢？真的有這麼牛x嗎？下麵我們就來一起看看吧！

at和crontab簡介

at：一般用於未來某一個時間點去執行一次某某任務，要記住，只執行一次，所有at很適合那些臨時的任務；

crontab：周期性的去運行某任務，所以適合那些周期性的任務。

電子郵件服務

在寫at和crontab之前，我們先來簡單的看一下本地的電子郵件服務----mailx，mailx的用途就是用來發送和接受網路郵件。

用法（這裡只簡單的談一下，以便後面介紹at和crontab，詳細的可以見man手冊）：

mailx  [-s 'SUBJECT']  username[@hostname]    #使用mail也可以

每個用戶在/var/spool/mail/目錄下都有一個以自己名字命令的"郵筒"，可以用來接收郵件！

1.通過互動式的方式生成郵件正文，我們讓root用戶給frank用戶發個郵件：

[root@localhost ~]# mailx -s "hello frank"  [email protected]  #-s指定郵件標題，本地用戶@hostname可以去掉
how are you?
I am root!
.
EOT

frank用戶收郵件:

[frank@localhost ~]$ mail
Heirloom Mail version 12.5 7/5/10.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/frank": 1 message 1 new
>N  1 root                  Mon Sep  4 11:43  19/654   "hello frank"
& 1                                         #輸入序號即可查看文件內容
Message  1:
From [email protected]  Mon Sep  4 11:43:30 2017
Return-Path: <[email protected]>
X-Original-To: [email protected]
Delivered-To: [email protected]
Date: Mon, 04 Sep 2017 11:43:30 -0400
To: [email protected]
Subject: hello frank     #郵件標題
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 7/5/10     #用戶收發郵件的工具程式
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: [email protected] (root)
Status: R

how are you?                  #郵件正文
I am root!

2.使用輸入重定向來生成郵件正文，讓frank給root回一封，這裡可以將文件直接發給root用戶。我們將/tmp/下寫好的的hello.txt文件發給root：

[frank@localhost tmp]$ mailx -s "hello root" root  < /tmp/hello.txt  #這裡我們省去了hostname

root收郵件並查看：

[root@localhost ~]# 
You have mail in /var/spool/mail/root     #看吧！這裡會彈出提示，告訴你有一封郵件！
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# mail
Heirloom Mail version 12.5 7/5/10.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/root": 1 message 1 new
>N  1 frank                 Mon Sep  4 11:56  19/629   "hello root"
& 1
Message  1:
From [email protected]  Mon Sep  4 11:56:31 2017
Return-Path: <[email protected]>
X-Original-To: root
Delivered-To: [email protected]
Date: Mon, 04 Sep 2017 11:56:31 -0400
To: [email protected]
Subject: hello root
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 7/5/10
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: [email protected] (frank)
Status: R

I am ok!
and you?

& q    #q退出
Held 1 message in /var/spool/mail/root

3.通過管道生成郵件正文，讓root給frank再回一封郵件：事先準備好了hello2.txt

[root@localhost ~]# cat /tmp/hello2.txt | mail -s "hey Frank" frank  #使用mail和mailx都是可以的

frank來收郵件查看：

[frank@localhost tmp]$ mail
Heirloom Mail version 12.5 7/5/10.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/frank": 2 messages 1 new
    1 root                  Mon Sep  4 11:43  20/665   "hello frank"
>N  2 root                  Mon Sep  4 12:05  19/622   "hey Frank"
& 2
Message  2:
From [email protected]  Mon Sep  4 12:05:27 2017
Return-Path: <[email protected]>
X-Original-To: frank
Delivered-To: [email protected]
Date: Mon, 04 Sep 2017 12:05:27 -0400
To: [email protected]
Subject: hey Frank
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 7/5/10
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: [email protected] (root)
Status: R

I am fine too!

好了，郵件服務就暫時寫到這裡，想要瞭解的更詳細可見參考man手冊，下麵我們就來進入正式的主題吧！

at命令

at命令一般用於臨時的任務，只會執行一次,at執行的結果都會以郵件的形式發給提交作業的用戶。

語法: at [OPTION]... TIME
選項:
    -l：查看作業隊列，相當於atq
    -f /path/from/somefile：從指定的文件讀取作業任務，而不是互動式的輸入
    -d：刪除指定的作業，相當於atrm
    -c:查看指定作業的具體內容
    -q：指定隊列
TIME:
   精確的時間：HH:MM [YYYY-mm-dd]    00:13 2017-09-05
   模糊的時間:noon,midnight,teatime,tomorrow
   加:now + #      now + 5 minutes  5分鐘後，單位有:minutes  hours days weeks

下麵我們就來使用：

[root@localhost ~]# at  now + 2 minutes
at> cat /etc/passwd
at> <EOT>      #輸入<EOT>或者使用ctrl+d
job 6 at Mon Sep  4 12:26:00 2017

2分鐘後我們收到一封郵件：

[root@localhost ~]# mail
Heirloom Mail version 12.5 7/5/10.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/root": 4 messages 1 unread
    1 frank                 Mon Sep  4 11:56  20/640   "hello root"
    2 root                  Mon Sep  4 12:21  17/596   "Output from your job        2"
    3 root                  Mon Sep  4 12:24  15/514   "Output from your job        3"
>U  4 root                  Mon Sep  4 12:26  36/1561  "Output from your job        6"
& 4
Message  4:
From [email protected]  Mon Sep  4 12:26:00 2017
Return-Path: <[email protected]>
X-Original-To: root
Delivered-To: [email protected]
Subject: Output from your job        6
To: [email protected]
Date: Mon,  4 Sep 2017 12:26:00 -0400 (EDT)
From: [email protected] (root)
Status: RO

root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync
shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown
halt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/halt
....(略)

查看作業隊列：

[root@localhost ~]# at -l   #也可以使用atq
7    Mon Sep  4 12:29:00 2017 a root

從指定的文件去讀取作業任務：

[root@localhost ~]# at -f myat.txt  12:36
job 9 at Mon Sep  4 12:36:00 2017
[root@localhost ~]# atq   #查看作業隊列，相當at -l
9    Mon Sep  4 12:36:00 2017 a root

使用-c查看指定作業的具體內容：

[root@localhost ~]# at -c 10
#!/bin/sh
# atrun uid=0 gid=0
# mail root 0
umask 22
XDG_SESSION_ID=9; export XDG_SESSION_ID
HOSTNAME=localhost.localdomain; export HOSTNAME
SELINUX_ROLE_REQUESTED=; export SELINUX_ROLE_REQUESTED
SHELL=/bin/bash; export SHELL
HISTSIZE=1000; export HISTSIZE
SSH_CLIENT=192.168.122.1\ 62021\ 22; export SSH_CLIENT
SELINUX_USE_CURRENT_RANGE=; export SELINUX_USE_CURRENT_RANGE
SSH_TTY=/dev/pts/0; export SSH_TTY
USER=root; export USER
LS_COLORS=rs=0:di=01\;34:ln=01\;36:mh=00:pi=40\;33:so=01\;35:do=01\;35:bd=40\;33\;01:cd=40\;33\;01:or=40\;31\;01:mi=01\;05\;37\;41:su=37\;41:sg=30\;43:ca=30\;41:tw=30\;42:ow=34\;42:st=37\;44:ex=01\;32:\*.tar=01\;31:\*.tgz=01\;31:\*.arc=01\;31:\*.arj=01\;31:\*.taz=01\;31:\*.lha=01\;31:\*.lz4=01\;31:\*.lzh=01\;31:\*.lzma=01\;31:\*.tlz=01\;31:\*.txz=01\;31:\*.tzo=01\;31:\*.t7z=01\;31:\*.zip=01\;31:\*.z=01\;31:\*.Z=01\;31:\*.dz=01\;31:\*.gz=01\;31:\*.lrz=01\;31:\*.lz=01\;31:\*.lzo=01\;31:\*.xz=01\;31:\*.bz2=01\;31:\*.bz=01\;31:\*.tbz=01\;31:\*.tbz2=01\;31:\*.tz=01\;31:\*.deb=01\;31:\*.rpm=01\;31:\*.jar=01\;31:\*.war=01\;31:\*.ear=01\;31:\*.sar=01\;31:\*.rar=01\;31:\*.alz=01\;31:\*.ace=01\;31:\*.zoo=01\;31:\*.cpio=01\;31:\*.7z=01\;31:\*.rz=01\;31:\*.cab=01\;31:\*.jpg=01\;35:\*.jpeg=01\;35:\*.gif=01\;35:\*.bmp=01\;35:\*.pbm=01\;35:\*.pgm=01\;35:\*.ppm=01\;35:\*.tga=01\;35:\*.xbm=01\;35:\*.xpm=01\;35:\*.tif=01\;35:\*.tiff=01\;35:\*.png=01\;35:\*.svg=01\;35:\*.svgz=01\;35:\*.mng=01\;35:\*.pcx=01\;35:\*.mov=01\;35:\*.mpg=01\;35:\*.mpeg=01\;35:\*.m2v=01\;35:\*.mkv=01\;35:\*.webm=01\;35:\*.ogm=01\;35:\*.mp4=01\;35:\*.m4v=01\;35:\*.mp4v=01\;35:\*.vob=01\;35:\*.qt=01\;35:\*.nuv=01\;35:\*.wmv=01\;35:\*.asf=01\;35:\*.rm=01\;35:\*.rmvb=01\;35:\*.flc=01\;35:\*.avi=01\;35:\*.fli=01\;35:\*.flv=01\;35:\*.gl=01\;35:\*.dl=01\;35:\*.xcf=01\;35:\*.xwd=01\;35:\*.yuv=01\;35:\*.cgm=01\;35:\*.emf=01\;35:\*.axv=01\;35:\*.anx=01\;35:\*.ogv=01\;35:\*.ogx=01\;35:\*.aac=01\;36:\*.au=01\;36:\*.flac=01\;36:\*.mid=01\;36:\*.midi=01\;36:\*.mka=01\;36:\*.mp3=01\;36:\*.mpc=01\;36:\*.ogg=01\;36:\*.ra=01\;36:\*.wav=01\;36:\*.axa=01\;36:\*.oga=01\;36:\*.spx=01\;36:\*.xspf=01\;36:; export LS_COLORS
MAIL=/var/spool/mail/root; export MAIL
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/root/bin; export PATH
PWD=/root; export PWD
LANG=en_US.UTF-8; export LANG
SELINUX_LEVEL_REQUESTED=; export SELINUX_LEVEL_REQUESTED
HISTCONTROL=ignoredups; export HISTCONTROL
SHLVL=1; export SHLVL
HOME=/root; export HOME
LOGNAME=root; export LOGNAME
SSH_CONNECTION=192.168.122.1\ 62021\ 192.168.122.128\ 22; export SSH_CONNECTION
LESSOPEN=\|\|/usr/bin/lesspipe.sh\ %s; export LESSOPEN
XDG_RUNTIME_DIR=/run/user/0; export XDG_RUNTIME_DIR
cd /root || {
     echo 'Execution directory inaccessible' >&2
     exit 1
}
${SHELL:-/bin/sh} << 'marcinDELIMITER02cdeaba'
echo "hello"
cat /tmp/hello.txt
cat /etc/passwd

具體內容這裡包括了很多的環境變數，大家可以註意一下這裡的PATH，有的情況我們運行的命令不在這個PATH所包含的路徑下麵，所以寫在作業裡面的命令建議使用絕對路徑。在/etc/目錄下有這麼一個文件，at.deny，寫在這個文件裡面的用戶是不能使用at的。有的情況下不存在at.deny而是存在at.allow，那麼只有在at.allow裡面的用戶才能使用at，如果兩個文件都不存在的話，則只用root用戶可以使用at。除了at命令以外，還有命令是batch，batch會讓系統自行選擇在系統資源較空閑的時候去執行指定的任務（when the load average drops below 0.8, or the value specified in the invocation of atd.）大致意思就是當平均負載低於0.8的時候。可以使用uptime查看平均工作負載（CPU在單位時間點里所負責的工作數量）：如果一個程式一直讓CPU進行不停的運算，那麼此時CPU的工作負載可能就已經達到了100%，也就是1，當我們運行兩個這樣的程式，那麼工作負載可能就會變成2，那麼CPU就需要在不同的任務之間切換啦！

[root@localhost ~]# uptime
 12:57:06 up  5:41,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05  #好吧，現在幾乎沒有負載

[root@localhost ~]# batch 
at> /usr/bin/updatedb
at> <EOT>
job 12 at Mon Sep  4 12:51:00 2017

同樣batch同樣也可以使用atq和atrm來管理。

周期性任務crond

迴圈周期性的任務是由cron(crond)這個系統服務控制的，因為linux上原本就有很多的迴圈周期性的任務，例如系統會周期性的刪除/tmp目錄下的臨時文件。linux也給管理員和用戶提供了控制迴圈周期性任務的命令——crontab。

服務程式cronie提供了crond守護進程及相關的輔助工具：

[frank@localhost ~]$ rpm -q cronie
cronie-1.4.11-14.el7_2.1.x86_64

確保crond守護進程(daemon)處於運行狀態在centos7中：

[root@localhost ~]# systemctl status crond.service
● crond.service - Command Scheduler
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/crond.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since Thu 2017-08-10 07:16:37 EDT; 3 weeks 4 days ago
 Main PID: 682 (crond)
   CGroup: /system.slice/crond.service
           └─682 /usr/sbin/crond -n

Aug 10 07:16:37 localhost.localdomain systemd[1]: Started Command Scheduler.
Aug 10 07:16:37 localhost.localdomain systemd[1]: Starting Command Scheduler...
Aug 10 07:16:37 localhost.localdomain crond[682]: (CRON) INFO (RANDOM_DELAY will be scaled with factor 8% if used.)
Aug 10 07:16:37 localhost.localdomain crond[682]: (CRON) INFO (running with inotify support)

在centos6中使用：

[root@localhost ~]# service crond status    #centos7也支持

在/etc/目錄下存在cron.deny，寫入其中的用戶不能夠使用crontab命令，有的時候不存在cron.deny而存在的是cron.allow，則只有在其中的用戶才能使用crontab命令。如果兩個文件都存在cron.allow的優先順序要比cron.deny的優先順序高。

向crond提交作業的方式不同於at，它需要使用專用的配置文件，此文件有固定的格式，不建議使用文本編輯器直接編輯，要使用crontab。文本編輯器編輯保存退出時不會檢查語法錯誤，而使用crontab保存退出會檢查語法錯誤。

cron的任務分為兩類：

1.系統cron任務，主要用戶實現系統自身的維護，一般手動編輯/etc/crontab文件，如果修改後不能馬上執行，可以手動的重啟這個服務 systemctl restart crond；

2.用戶cron任務，一般使用crontab命令。

好的，我們現在來看一下系統cron的配置文件/etc/crondtab吧！

[root@localhost ~]# cat /etc/crontab
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root

# For details see man 4 crontabs

# Example of job definition:
# .---------------- 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

註意：（1）每一行定義一個周期性的任務，共七個欄位: * * * * *：定義周期性的時間 user-name：運行任務的用戶身份 command to be executed：任務（2）此處的環境變數不同於用戶登錄後獲得的環境，因此建議使用絕對路徑，或者之定義PATH路徑（3）執行結果郵件發送給MAILTO指定的用戶。

周期時間表示法則：
（1）特定值
          給定時間點有效取值範圍內的值
          註意:day of week 和day of mouth一般不同時使用
（2）*
          給定時間點有效取值範圍內的所有值，表示每...
（3）離散取值
           在時間點上使用逗號分隔的多個值：#,#,#
（4）連續取值
           在時間點上使用逗號分隔的多個值：#-#
（5）在指定時間上，定義步長
           /#，#即步長

註意：（1）指定的時間點不能被步長真出時，其意義將不復存在；（2）最小時間單位為分鐘，想完成秒級人物，的需要額外藉助其他的機制。

示例：

(1) 3 * * * *：每小時執行一次；每小時的第3分鐘；
(2) 3 4 * * 5：每周執行一次；每周5的4點3分；
(3) 5 6 7 * *：每月執行一次；每月的7號的6點5分；
(4) 7 8 9 10 *：每年執行一次；每年的10月9號8點7分；
(5) 9 8 * * 3,7：每周三和周日的8點7分
(6) 0 8,20 * * 3,7：每周三和周日的20點和20點8分執行；
(7) 0 9-18 * * 1-5：每周一到周五的早上9點到18點
(8) */5 * * * *：每5分鐘執行一次某任務；

當給用戶創建一個周期性的任務的時候，會在/var/spool/cron生成一個與其用戶名相同的配置文件。下麵就來講一下crontab命令：

語法:crontab  [OPTIONS]
OPTIONS:
    -e:編輯任務
    -l：列出所有任務
    -r：移除所有的任務，即刪除/var/spool/cron/USERNAME文件
    -i：在使用-r選項移除所有任務提示用戶
    -u user：root用戶可為指定用戶管理cron任務

下麵我們就來舉個例子吧！比如每分鐘列印一個echo：

[frank@localhost ~]$ crontab -e
no crontab for frank - using an empty one

* * * * * echo "hello"

列出所有的任務：

[frank@localhost ~]$ crontab -l
* * * * * echo "hello"

移除所有的任務：

[frank@localhost ~]$ crontab -r
[frank@localhost ~]$ crontab -l
no crontab for frank

運行的結果以郵件通知給當前的用戶，如果拒絕接受郵件，可以使用輸出重定向：

COMMAND > /dev/null

註意：定義COMMAND時，如果命令需要用到%，需要對其轉義，但放置於單引號中的%不用轉義。

crond服務讀取配置文件的位置：

一般來說,crond預設有三個地方會有執行的腳本配置，他們分別是:

/etc/crontab

/etc/cron.d/*

/var/spool/cron/*

前兩個是與系統運作有關係，最後一個主要用戶用自己。

下麵我們來看一下/etc/cron.d/目錄下的文件吧！

[root@localhost ~]# ll /etc/cron.d/
total 4
-rw-r--r--. 1 root root 128 Mar 31  2016 0hourly
[root@localhost ~]# cat /etc/cron.d/0hourly 
# Run the hourly jobs
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly  #run-parts腳本會在大約5分鐘內隨機選擇一個時間去執行/etc/cron.hourly內的所有文件

[root@localhost ~]# cat /etc/cron    #細心的朋友會發現etc目錄下還有很多關於crond的文件
cron.d/       cron.daily/   cron.deny     cron.hourly/  cron.monthly/ crontab       cron.weekly/

思考：某任務在指定的時間因關機未能執行，下次開機會不會自動執行？

答案：不會！.

如果期望某時間因故未能按時執行，下次開機後無論是否到了相應時間點都要執行一次，可使用anacron實現，在 /etc/ 底下其實還有 /etc/cron.daily/, /etc/cron.weekly/, /etc/cron.monthly/，那三個目錄是代表每日、每周、每月各執行一次的意思，跟 /etc/cron.hourly/ 不太一樣的是，這三個目錄是由 anacron 所執行的，而 anacron 的執行方式則是放在/etc/cron.hourly/0anacron 裡面的。

最後的總結

個人的行為推薦使用 crontab -e：如果你只是根據自己的個人需求來運行周期性的任務，而不想被其他的用戶看到，建議使用crontab -e，/etc/crontab文件是大家都能讀取的哦！
系統維護管理推薦使用vim /etc/crontab：如果你的這個周期性的任務是系統幾倍的，而且非常的重要，為了讓方便管理和容易追蹤，建議直接寫入/etc/crontab；
自己開發的軟體使用vim /etc/cron.d/newfile：如果你想要運行自己的開發的軟體，那麼最好的是使用全新的配置文件，並放置在/etc/cron.d目錄內即可。