如何在 Linux 中使用 cron

没有时间执行命令？使用 cron 安排任务意味着程序可以运行，而您无需熬夜。

图片来源：

Internet Archive Book Images。由 Opensource.com 修改。 CC BY-SA 4.0

作为系统管理员，面临的挑战之一（也是众多优势之一）是在您想睡觉的时候运行任务。例如，某些任务（包括定期重复的任务）需要在夜间或周末运行，此时预计没有人会使用计算机资源。我没有时间在晚上运行必须在非工作时间运行的命令和脚本。而且我不想在凌晨起床开始备份或主要更新。

相反，我使用两个服务实用程序，它们允许我在预定的时间运行命令、程序和任务。 cron 和 at 服务使系统管理员能够安排任务在未来的特定时间运行。 at 服务指定在特定时间运行的一次性任务。 cron 服务可以按重复的方式安排任务，例如每天、每周或每月。

在本文中，我将介绍 cron 服务以及如何使用它。

常见（和不常见）的 cron 用途

我使用 cron 服务来安排显而易见的事情，例如每天凌晨 2 点发生的定期备份。我也用它来做一些不太明显的事情。

我许多计算机上的系统时间（即，操作系统时间）是使用网络时间协议 (NTP) 设置的。虽然 NTP 设置了系统时间，但它没有设置可能漂移的硬件时间。我使用 cron 根据系统时间设置硬件时间。
我还有一个 Bash 程序，我每天早上早些时候运行它，在每台计算机上创建一个新的“每日消息”(MOTD)。它包含诸如磁盘使用情况之类的信息，这些信息应该是最新的才有意义。
许多系统进程和服务，例如 Logwatch、logrotate 和 Rootkit Hunter，使用 cron 服务来安排任务并每天运行程序。

crond 守护进程是启用 cron 功能的后台服务。

cron 服务检查 /var/spool/cron 和 /etc/cron.d 目录以及 /etc/anacrontab 文件中的文件。这些文件的内容定义了要在不同时间间隔运行的 cron 作业。各个用户的 cron 文件位于 /var/spool/cron 中，系统服务和应用程序通常在 /etc/cron.d 目录中添加 cron 作业文件。 /etc/anacrontab 是一种特殊情况，将在本文后面介绍。

使用 crontab

cron 实用程序基于 cron 表 (crontab) 中指定的命令运行。每个用户（包括 root）都可以拥有一个 cron 文件。默认情况下，这些文件不存在，但可以使用 crontab -e 命令在 /var/spool/cron 目录中创建，该命令也用于编辑 cron 文件（请参阅下面的脚本）。我强烈建议您不要使用标准编辑器（例如 Vi、Vim、Emacs、Nano 或任何其他可用的编辑器）。使用 crontab 命令不仅允许您编辑命令，还会在您保存并退出编辑器时重新启动 crond 守护程序。 crontab 命令使用 Vi 作为其底层编辑器，因为 Vi 始终存在（即使在最基本的安装中也是如此）。

新的 cron 文件是空的，因此必须从头开始添加命令。我将下面的作业定义示例添加到我自己的 cron 文件中，仅作为快速参考，以便我知道命令的各个部分意味着什么。随意复制它供您自己使用。

# crontab -e
SHELL=/bin/bash
MAILTO=root@example.com
PATH=/bin:/sbin:/usr/bin:/usr/sbin:/usr/local/bin:/usr/local/sbin

# 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

# backup using the rsbu program to the internal 4TB HDD and then 4TB external
01 01 * * * /usr/local/bin/rsbu -vbd1 ; /usr/local/bin/rsbu -vbd2

# Set the hardware clock to keep it in sync with the more accurate system clock
03 05 * * * /sbin/hwclock --systohc

# Perform monthly updates on the first of the month
# 25 04 1 * * /usr/bin/dnf -y update

^{crontab 命令用于查看或编辑 cron 文件。}

上面的代码中的前三行设置了默认环境。必须将环境设置为给定用户所需的任何环境，因为 cron 不提供任何类型的环境。 SHELL 变量指定执行命令时要使用的 shell。此示例指定 Bash shell。 MAILTO 变量设置将发送 cron 作业结果的电子邮件地址。这些电子邮件可以提供 cron 作业的状态（备份、更新等），并且包含如果您从命令行手动运行程序时会看到的输出。第三行设置环境的 PATH。即使此处设置了路径，我也始终将完全限定的路径附加到每个可执行文件。

上面的示例中有几个注释行详细说明了定义 cron 作业所需的语法。我将分解这些命令，然后添加更多命令来向您展示 crontab 文件的一些更高级的功能。

01 01 * * * /usr/local/bin/rsbu -vbd1 ; /usr/local/bin/rsbu -vbd2

^{我的 /etc/crontab 中的这行运行一个脚本，该脚本执行我的系统的备份。}

这行运行我自己的 Bash shell 脚本 rsbu，它备份我的所有系统。此作业在每天凌晨 1:01 (01 01) 开始。时间规范的第三、四和五位中的星号 (*) 就像文件全局变量或通配符，用于其他时间划分；它们指定“每月每一天”、“每个月”和“每周每一天”。这行运行我的备份两次；一个备份到内部专用备份硬盘驱动器，另一个备份到我可以带到保险箱的外部 USB 驱动器。

以下行使用系统时钟作为准确时间的源来设置计算机上的硬件时钟。此行设置为每天凌晨 5:03 (03 05) 运行。

03 05 * * * /sbin/hwclock --systohc

^{这行使用系统时间作为源来设置硬件时钟。}

我曾经使用第三个也是最后一个 cron 作业（已注释掉）在每个月的第一天凌晨 04:25 执行 dnf 或 yum 更新，但我将其注释掉，因此它不再运行。

# 25 04 1 * * /usr/bin/dnf -y update

^{这行曾经执行每月更新，但我已将其注释掉。}

其他调度技巧

现在让我们做一些比这些基本操作更有趣的事情。假设您想在每个星期四下午 3 点运行一个特定的作业。

00 15 * * Thu /usr/local/bin/mycronjob.sh

^{这行在每个星期四下午 3 点运行 mycronjob.sh。}

或者，您可能需要在每个季度结束后运行季度报告。 cron 服务没有“当月的最后一天”的选项，因此您可以改用下个月的第一天，如下所示。（这假设报告所需的数据将在作业设置为运行时准备就绪。）

02 03 1 1,4,7,10 * /usr/local/bin/reports.sh

^{此 cron 作业在季度结束后下个月的第一天运行季度报告。}

以下显示了一个作业，该作业在上午 9:01 到下午 5:01 之间的每个小时的 1 分钟后运行。

01 09-17 * * * /usr/local/bin/hourlyreminder.sh

^{有时您想在正常工作时间的固定时间运行作业。}

我遇到过需要每两、三或四个小时运行一次作业的情况。可以通过将小时数除以所需的间隔来完成，例如 */3 表示每三个小时，或 6-18/3 表示在早上 6 点到下午 6 点之间每三个小时运行一次。可以类似地划分其他间隔；例如，分钟位置中的表达式 */15 表示“每 15 分钟运行一次作业”。

*/5 08-18/2 * * * /usr/local/bin/mycronjob.sh

^{此 cron 作业在上午 8 点到下午 5:58 之间的每个小时内每五分钟运行一次。}

需要注意的一点是：除法表达式的结果必须为零，作业才能运行。这就是为什么，在本例中，作业设置为每五分钟（08:05、08:10、08:15 等）在从上午 8 点到下午 6 点的偶数小时内运行，但在任何奇数小时内都不会运行。例如，作业根本不会在晚上 9 点到早上 9:59 之间运行。

我相信您可以根据这些示例提出许多其他可能性。

限制 cron 访问

具有 cron 访问权限的普通用户可能会犯错误，例如，这可能会导致系统资源（如内存和 CPU 时间）被淹没。为了防止可能的滥用，系统管理员可以通过创建一个包含具有创建 cron 作业权限的所有用户的列表的 /etc/cron.allow 文件来限制用户访问权限。无法阻止 root 用户使用 cron。

通过阻止非 root 用户创建自己的 cron 作业，可能需要 root 将其 cron 作业添加到 root crontab。 “但是等等！” 你说。 “那不会以 root 身份运行这些作业吗？” 不一定。在本文的第一个示例中，注释中显示的用户名字段可用于指定作业运行时要使用的用户 ID。这可以防止指定的非 root 用户的作业以 root 身份运行。以下示例显示了一个作业定义，该作业以用户“student”身份运行作业

04 07 * * * student /usr/local/bin/mycronjob.sh

如果未指定用户，则作业将以拥有 crontab 文件的用户身份运行，在本例中为 root。

cron.d

/etc/cron.d 目录是某些应用程序（例如 SpamAssassin 和 sysstat）安装 cron 文件的地方。因为没有 spamassassin 或 sysstat 用户，这些程序需要一个找到 cron 文件的地方，因此它们被放置在 /etc/cron.d 中。

下面的 /etc/cron.d/sysstat 文件包含与系统活动报告 (SAR) 相关的 cron 作业。这些 cron 文件与用户 cron 文件具有相同的格式。

# Run system activity accounting tool every 10 minutes
*/10 * * * * root /usr/lib64/sa/sa1 1 1
# Generate a daily summary of process accounting at 23:53
53 23 * * * root /usr/lib64/sa/sa2 -A

^{sysstat 软件包安装 /etc/cron.d/sysstat cron 文件，以运行 SAR 的相关程序。}

sysstat cron 文件包含两行代码来执行任务。第一行每 10 分钟运行一次 sa1 程序，以收集存储在 /var/log/sa 目录中的特殊二进制文件中的数据。然后，每天晚上 23:53，sa2 程序运行以创建每日摘要。

调度技巧

我在 crontab 文件中设置的某些时间看起来相当随机 - 并且在某种程度上它们确实是随机的。尝试调度 cron 作业可能具有挑战性，尤其是在作业数量增加时。我通常在每台计算机上只安排几个任务，这比我在一些生产和实验室环境中工作时的情况要简单得多。

我管理的一个系统每天晚上运行大约十几个 cron 作业，另外还有三四个在周末或每月的第一天运行。这是一个挑战，因为如果太多作业同时运行 - 尤其是备份和编译 - 系统会耗尽 RAM 并几乎填满交换文件，这会导致系统颠簸，同时性能下降，所以什么也做不了。我们增加了更多内存并改进了任务的调度方式。我们还删除了一项编写得很差且使用了大量内存的任务。

crond 服务假设主机一直运行。这意味着如果在计划运行 cron 作业期间计算机已关闭，则它们将不会运行，直到下次安排运行时才会运行。如果它们是关键的 cron 作业，这可能会导致问题。幸运的是，还有另一种选择可以定期运行作业：anacron。

anacron

anacron 程序执行与 crond 相同的功能，但它添加了运行被跳过作业的能力，例如，如果计算机关闭或者在某个或多个周期内无法运行该作业。这对于笔记本电脑和其他关闭或进入睡眠模式的计算机非常有用。

计算机一打开并启动，anacron 就会检查配置的作业是否错过了上次安排的运行。如果是这样，这些作业会立即运行，但只运行一次（无论错过了多少个周期）。例如，如果由于系统在您度假时关闭而导致每周作业未运行三周，则它会在您打开计算机后立即运行，但只运行一次，而不是三次。

anacron 程序提供了一些简单的选项来运行定期安排的任务。只需将您的脚本安装到 /etc/cron.[hourly|daily|weekly|monthly] 目录中，具体取决于它们需要运行的频率。

这是如何工作的？这个序列比最初看起来更简单。

crond 服务运行 /etc/cron.d/0hourly 中指定的 cron 作业。

# Run the hourly jobs
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly

^{/etc/cron.d/0hourly 的内容导致位于 /etc/cron.hourly 中的 shell 脚本运行。}

/etc/cron.d/0hourly 中指定的 cron 作业每小时运行一次 run-parts 程序。
run-parts 程序运行位于 /etc/cron.hourly 目录中的所有脚本。
/etc/cron.hourly 目录包含 0anacron 脚本，该脚本使用此处显示的 /etdc/anacrontab 配置文件运行 anacron 程序。

# /etc/anacrontab: configuration file for anacron

# See anacron(8) and anacrontab(5) for details.

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

^{/etc/anacrontab 文件的内容在适当的时间运行 cron.[daily|weekly|monthly] 目录中的可执行文件。}

anacron 程序每天运行一次位于 /etc/cron.daily 中的程序；它每周运行一次位于 /etc/cron.weekly 中的作业，每月运行一次位于 cron.monthly 中的作业。请注意每行中指定的延迟时间，这有助于防止这些作业相互重叠和其他 cron 作业。

我没有将完整的 Bash 程序放在 cron.X 目录中，而是将它们安装在 /usr/local/bin 目录中，这使我可以轻松地从命令行运行它们。然后我在适当的 cron 目录（例如 /etc/cron.daily）中添加一个符号链接。

anacron 程序并非旨在在特定时间运行程序。相反，它旨在以指定的时间间隔开始运行程序，例如每天凌晨 3 点（请参阅上面脚本中的 START_HOURS_RANGE 行）、星期日（开始一周）和每月的第一天。如果错过了一个或多个周期，anacron 将尽快运行错过的作业一次。

快捷方式

上面显示的 /etc/anacrontab 文件向我们展示了一个线索，说明我们如何可以使用快捷方式来表示一些特定的常见时间。这些单字时间快捷方式可用于替换通常用于指定时间的五个字段。 @ 字符用于标识 cron 的快捷方式。下面的列表摘自 crontab(5) 手册页，显示了快捷方式及其等效含义。