【Linux相识相知】任务计划和周期性任务

在我们的生活中，有的工作是例行的，例如每年一次加薪、每年给女朋友过一次生日、每天上班都要打卡等，有的工作是临时发生的，例如明天朋友要来访，你需要准备午餐等等。

像很多例行的工作，你一旦忙起来就很容易忘记，这时候就需要人去提醒你，linux的crontab功能就能够排上用场了，例如每年女朋友的生日前一天给你发个邮件提醒你，好让你有所准备。临时发生的事情，例如上面那个例子，明天朋友要来访，在第二天的上午给你发一封邮件提醒你要精心准备午餐。这时候linux的at功能就能派上用场了。那他们之间有什么不一样呢？真的有这么牛x吗？下面我们就来一起看看吧！

at和crontab简介

at：一般用于未来某一个时间点去执行一次某某任务，要记住，只执行一次，所有at很适合那些临时的任务；

crontab：周期性的去运行某任务，所以适合那些周期性的任务。

电子邮件服务

在写at和crontab之前，我们先来简单的看一下本地的电子邮件服务----mailx，mailx的用途就是用来发送和接受网络邮件。

用法（这里只简单的谈一下，以便后面介绍at和crontab，详细的可以见man手册）：

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

每个用户在/var/spool/mail/目录下都有一个以自己名字命令的"邮筒"，可以用来接收邮件！

1.通过交互式的方式生成邮件正文，我们让root用户给frank用户发个邮件：

[root@localhost ~]# mailx -s "hello frank"  frank@localhost.localdomain  #-s指定邮件标题，本地用户@hostname可以去掉
how are you?
I am root!
.
EOT

frank用户收邮件:

[frank@localhost ~]$ mail
Heirloom Mail version 12.5 //.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/frank":  message  new
>N   root                  Mon Sep   :  /   "hello frank"
&                                          #输入序号即可查看文件内容
Message  :
From root@localhost.localdomain  Mon Sep   ::
Return-Path: <root@localhost.localdomain>
X-Original-To: frank@localhost.localdomain
Delivered-To: frank@localhost.localdomain
Date: Mon,  Sep  :: -
To: frank@localhost.localdomain
Subject: hello frank     #邮件标题
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 //     #用户收发邮件的工具程序
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: root@localhost.localdomain (root)
Status: R

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

2.使用输入重定向来生成邮件正文，让frank给root回一封，这里可以将文件直接发给root用户。

我们将/tmp/下写好的的hello.txt文件发给root：

[frank@localhost tmp]$ mailx -s "hello root" root  < /tmp/hello.txt  #这里我们省去了hostname

root收邮件并查看：

[root@localhost ~]#
You have mail in /var/spool/mail/root     #看吧！这里会弹出提示，告诉你有一封邮件！
[root@localhost ~]#
[root@localhost ~]# mail
Heirloom Mail version 12.5 //.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/root":  message  new
>N   frank                 Mon Sep   :  /   "hello root"
&
Message  :
From frank@localhost.localdomain  Mon Sep   ::
Return-Path: <frank@localhost.localdomain>
X-Original-To: root
Delivered-To: root@localhost.localdomain
Date: Mon,  Sep  :: -
To: root@localhost.localdomain
Subject: hello root
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 //
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: frank@localhost.localdomain (frank)
Status: R

I am ok!
and you?

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

3.通过管道生成邮件正文，让root给frank再回一封邮件：

事先准备好了hello2.txt

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

frank来收邮件查看：

[frank@localhost tmp]$ mail
Heirloom Mail version 12.5 //.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/frank":  messages  new
     root                  Mon Sep   :  /   "hello frank"
>N   root                  Mon Sep   :  /   "hey Frank"
&
Message  :
From root@localhost.localdomain  Mon Sep   ::
Return-Path: <root@localhost.localdomain>
X-Original-To: frank
Delivered-To: frank@localhost.localdomain
Date: Mon,  Sep  :: -
To: frank@localhost.localdomain
Subject: hey Frank
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 //
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: root@localhost.localdomain (root)
Status: R

I am fine too!

好了，邮件服务就暂时写到这里，想要了解的更详细可见参考man手册，下面我们就来进入正式的主题吧！

 

at命令

at命令一般用于临时的任务，只会执行一次,at执行的结果都会以邮件的形式发给提交作业的用户。

语法: at [OPTION]... TIME
选项:
    -l：查看作业队列，相当于atq
    -f /path/from/somefile：从指定的文件读取作业任务，而不是交互式的输入
    -d：删除指定的作业，相当于atrm
    -c:查看指定作业的具体内容
    -q：指定队列
TIME:
   精确的时间：HH:MM [YYYY-mm-dd]    : --
   模糊的时间:noon,midnight,teatime,tomorrow
   加:now + #      now +  minutes  5分钟后，单位有:minutes  hours days weeks

下面我们就来使用：

[root@localhost ~]# at  now +  minutes
at> cat /etc/passwd
at> <EOT>      #输入<EOT>或者使用ctrl+d
job  at Mon Sep   :: 

2分钟后我们收到一封邮件：

[root@localhost ~]# mail
Heirloom Mail version 12.5 //.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/root":  messages  unread
     frank                 Mon Sep   :  /   "hello root"
     root                  Mon Sep   :  /   "Output from your job        2"
     root                  Mon Sep   :  /   "Output from your job        3"
>U   root                  Mon Sep   :  /  "Output from your job        6"
&
Message  :
From root@localhost.localdomain  Mon Sep   ::
Return-Path: <root@localhost.localdomain>
X-Original-To: root
Delivered-To: root@localhost.localdomain
Subject: Output from your job
To: root@localhost.localdomain
Date: Mon,   Sep  :: - (EDT)
From: root@localhost.localdomain (root)
Status: RO

root:x:::root:/root:/bin/bash
bin:x:::bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:::daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:::adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:::lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
sync:x:::sync:/sbin:/bin/sync
shutdown:x:::shutdown:/sbin:/sbin/shutdown
halt:x:::halt:/sbin:/sbin/halt
....(略)

查看作业队列：

[root@localhost ~]# at -l   #也可以使用atq
    Mon Sep   ::  a root

从指定的文件去读取作业任务：

[root@localhost ~]# at -f myat.txt  :
job  at Mon Sep   ::
[root@localhost ~]# atq   #查看作业队列，相当at -l
    Mon Sep   ::  a root 

使用-c查看指定作业的具体内容：

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

具体内容

这里包括了很多的环境变量，大家可以注意一下这里的PATH，有的情况我们运行的命令不在这个PATH所包含的路径下面，所以写在作业里面的命令建议使用绝对路径。

在/etc/目录下有这么一个文件，at.deny，写在这个文件里面的用户是不能使用at的。有的情况下不存在at.deny而是存在at.allow，那么只有在at.allow里面的用户才能使用at，如果两个文件都不存在的话，则只用root用户可以使用at。

除了at命令以外，还有命令是batch，batch会让系统自行选择在系统资源较空闲的时候去执行指定的任务（when the load average drops below 0.8, or the value specified in the invocation of atd.）大致意思就是当平均负载低于0.8的时候。

可以使用uptime查看平均工作负载（CPU在单位时间点里所负责的工作数量）：如果一个程序一直让CPU进行不停的运算，那么此时CPU的工作负载可能就已经达到了100%，也就是1，当我们运行两个这样的程序，那么工作负载可能就会变成2，那么CPU就需要在不同的任务之间切换啦！

[root@localhost ~]# uptime
 :: up  :,   users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05  #好吧，现在几乎没有负载

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

同样batch同样也可以使用atq和atrm来管理。

周期性任务crond

循环周期性的任务是由cron(crond)这个系统服务控制的，因为linux上原本就有很多的循环周期性的任务，例如系统会周期性的删除/tmp目录下的临时文件。linux也给管理员和用户提供了控制循环周期性任务的命令——crontab。

服务程序cronie提供了crond守护进程及相关的辅助工具：

[frank@localhost ~]$ rpm -q cronie
cronie-1.4.-.el7_2..x86_64

确保crond守护进程(daemon)处于运行状态

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 -- :: EDT;  weeks  days ago
 Main PID:  (crond)
   CGroup: /system.slice/crond.service
           └─ /usr/sbin/crond -n

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

在centos6中使用：

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

在/etc/目录下存在cron.deny，写入其中的用户不能够使用crontab命令，有的时候不存在cron.deny而存在的是cron.allow，则只有在其中的用户才能使用crontab命令。如果两个文件都存在cron.allow的优先级要比cron.deny的优先级高。

向crond提交作业的方式不同于at，它需要使用专用的配置文件，此文件有固定的格式，不建议使用文本编辑器直接编辑，要使用crontab。文本编辑器编辑保存退出时不会检查语法错误，而使用crontab保存退出会检查语法错误。

cron的任务分为两类：

1.系统cron任务，主要用户实现系统自身的维护，一般手动编辑/etc/crontab文件，如果修改后不能马上执行，可以手动的重启这个服务 systemctl restart crond；

2.用户cron任务，一般使用crontab命令。

好的，我们现在来看一下系统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  crontabs

# Example of job definition:
# .---------------- minute ( - )
# |  .------------- hour ( - )
# |  |  .---------- day of month ( - )
# |  |  |  .------- month ( - ) OR jan,feb,mar,apr ...
# |  |  |  |  .---- day of week ( - ) (Sunday= or ) OR sun,mon,tue,wed,thu,fri,sat
# |  |  |  |  |
# *  *  *  *  * user-name  command to be executed

注意：

（1）每一行定义一个周期性的任务，共七个字段:

     *  *  *  *  *：定义周期性的时间

     user-name：运行任务的用户身份

     command to be executed：任务

（2）此处的环境变量不同于用户登录后获得的环境，因此建议使用绝对路径，或者之定义PATH路径

（3）执行结果邮件发送给MAILTO指定的用户。

周期时间表示法则：
（）特定值
          给定时间点有效取值范围内的值
          注意:day of week 和day of mouth一般不同时使用
（）*
          给定时间点有效取值范围内的所有值，表示每...
（）离散取值
           在时间点上使用逗号分隔的多个值：#,#,#
（）连续取值
           在时间点上使用逗号分隔的多个值：#-#
（）在指定时间上，定义步长
           /#，#即步长

注意：

（1）指定的时间点不能被步长真出时，其意义将不复存在；

（2）最小时间单位为分钟，想完成秒级人物，的需要额外借助其他的机制。

示例：

()  * * * *：每小时执行一次；每小时的第3分钟；
()   * * ：每周执行一次；每周5的4点3分；
()    * *：每月执行一次；每月的7号的6点5分；
()     *：每年执行一次；每年的10月9号8点7分；
()   * * ,：每周三和周日的8点7分
()  , * * ,：每周三和周日的20点和20点8分执行；
()  - * * -：每周一到周五的早上9点到18点
() */ * * * *：每5分钟执行一次某任务；

当给用户创建一个周期性的任务的时候，会在/var/spool/cron生成一个与其用户名相同的配置文件。

下面就来讲一下crontab命令：

语法:crontab  [OPTIONS]
OPTIONS:
    -e:编辑任务
    -l：列出所有任务
    -r：移除所有的任务，即删除/var/spool/cron/USERNAME文件
    -i：在使用-r选项移除所有任务提示用户
    -u user：root用户可为指定用户管理cron任务

下面我们就来举个例子吧！

比如每分钟打印一个echo：

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

* * * * * echo "hello"

列出所有的任务：

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

移除所有的任务：

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

运行的结果以邮件通知给当前的用户，如果拒绝接受邮件，可以使用输出重定向：

COMMAND > /dev/null

注意：定义COMMAND时，如果命令需要用到%，需要对其转义，但放置于单引号中的%不用转义。

crond服务读取配置文件的位置：

一般来说,crond预设有三个地方会有执行的脚本配置，他们分别是:

/etc/crontab

/etc/cron.d/*

/var/spool/cron/*

前两个是与系统运作有关系，最后一个主要用户用自己。

下面我们来看一下/etc/cron.d/目录下的文件吧！

[root@localhost ~]# ll /etc/cron.d/
total
-rw-r--r--.  root root  Mar    0hourly
[root@localhost ~]# cat /etc/cron.d/0hourly
# Run the hourly jobs
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly  #run-parts脚本会在大约5分钟内随机选择一个时间去执行/etc/cron.hourly内的所有文件

[root@localhost ~]# cat /etc/cron    #细心的朋友会发现etc目录下还有很多关于crond的文件
cron.d/       cron.daily/   cron.deny     cron.hourly/  cron.monthly/ crontab       cron.weekly/ 

思考：某任务在指定的时间因关机未能执行，下次开机会不会自动执行？

答案：不会！.

如果期望某时间因故未能按时执行，下次开机后无论是否到了相应时间点都要执行一次，可使用anacron实现，在 /etc/ 底下其实还有 /etc/cron.daily/, /etc/cron.weekly/, /etc/cron.monthly/，那三个目录是代表每日、每周、每月各执行一次的意思，跟 /etc/cron.hourly/ 不太一样的是，这三个目录是由 anacron 所执行的，而 anacron 的执行方式则是放在/etc/cron.hourly/0anacron 里面的。

最后的总结

• 个人的行为推荐使用 crontab -e：如果你只是根据自己的个人需求来运行周期性的任务，而不想被其他的用户看到，建议使用crontab -e，/etc/crontab文件是大家都能读取的哦！
• 系统维护管理推荐使用vim /etc/crontab：如果你的这个周期性的任务是系统几倍的，而且非常的重要，为了让方便管理和容易追踪，建议直接写入/etc/crontab；
• 自己开发的软件使用vim /etc/cron.d/newfile：如果你想要运行自己的开发的软件，那么最好的是使用全新的配置文件，并放置在/etc/cron.d目录内即可。