Linux 技巧: 用 cron 和 at 调度作业

Linux® 和 UNIX® 系统允许调度任务在以后执行一次，或者重复运行。本文是从 developerWorks 教程 “LPI 102 考试准备：管理任务” 摘录的，讲解如何调度作业定期运行，或在指定的时间运行一次。

在 Linux 系统上，许多管理任务必须频繁地定期执行。这些任务包括轮转日志文件以避免装满文件系统、备份数据和连接时间服务器来执行系统时间同步。上面提到的教程更详细地介绍了这些管理任务。在本文中，学习 Linux 中提供的调度机制，包括 cron 和 anacron 设施以及 crontab 和 at 命令。即使系统常常关机，anacron 也可以帮助调度作业。

以一定的时间间隔运行作业

以一定的时间间隔运行作业需要使用 cron 设施进行管理，它由 crond 守护进程和一组表（描述执行哪些操作和采用什么样的频率）组成。这个守护进程每分钟唤醒一次，并通过检查 crontab 判断需要做什么。用户使用 crontab 命令管理 crontab。crond 守护进程常常是在系统启动时由 init 进程启动的。

为了简单，假设希望定期运行清单 1 所示的命令。这个命令实际上只报告日期和时间，其他什么事都不做，但是它可以说明如何使用 crontab 设置 cron 作业，而且还可以通过输出看到作业运行的时间。设置 crontab 条目需要一个包含转义的 shell 元字符的字符串，所以适合于简单的命令和参数。在这个示例中，将从脚本 /home/ian/mycrontab.sh 运行 echo 命令，这个脚本不需要参数。 这可以减少处理转义字符的工作。

清单 1. 一个简单的命令示例

                
[ian@lyrebird ~]$ cat mycrontest.sh
#!/bin/bash
 echo "It is now $(date +%T) on $(date +%A)"
[ian@lyrebird ~]$ ./mycrontest.sh
It is now 18:37:42 on Friday

创建 crontab

使用 crontab 命令和 -e（表示 “edit”）选项创建 crontab。这会打开 vi 编辑器，除非在 EDITOR 或 VISUAL 环境变量中指定了另一种编辑器。

每个 crontab 条目包含六个字段：

1. 分钟
2. 小时
3. 日
4. 月
5. 星期
6. 由 sh 执行的字符串

分钟和小时的范围分别是 0-59 和 0-12，日和月的范围分别是 1-31 和 1-12。星期的范围是 0-6，0 表示星期日。星期也可以指定为 sun、mon、tue 等等。第 6 个字段包含前 5 个字段之后的所有内容，它是要传递给 sh 的字符串。百分号（%）将转换为空行，所以如果要使用 % 或其他任何特殊字符，就要在前面加上反斜线（\）。第一个 % 之前的一行传递给 shell，这个 % 之后的所有行都作为标准输入传递。

各个与时间相关的字段可以指定一个单独的值、值的范围（比如 0-10 或 sun-wed）或者以逗号分隔的单独值和范围列表。清单 2 给出一个 crontab 条目示例。

清单 2. 一个简单的 crontab 示例

                
0,20,40 22-23 * 7 fri-sat /home/ian/mycrontest.sh

在这个示例中，我们的命令在 7 月的每个星期五和星期六晚上 10 点到午夜之间的第 0、20、40 分钟（每 20 分钟）执行。关于指定时间的其他方式的细节，参见 crontab(5) 的手册页。

输出

您可能想知道对来自命令的输出会如何处理。为使用 cron 而设计的大多数命令会使用 syslog 在日志中记录输出（参见教程 “LPI 102 考试准备：管理任务” 中的讨论）。但是，定向到 stdout 的输出会通过电子邮件发送给用户。清单 3 给出我们的命令示例可能产生的输出。

清单 3. 通过电子邮件发送的 cron 输出

                
From [e-mail]  Fri Jul  6 23:00:02 2007
Date: Fri, 6 Jul 2007 23:00:01 -0400
From: [e-mail] (Cron Daemon)
To: [e-mail]
Subject: Cron <ian@lyrebird> /home/ian/mycrontest.sh
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Auto-Submitted: auto-generated
X-Cron-Env: <SHELL=/bin/sh>
X-Cron-Env: <HOME=/home/ian>
X-Cron-Env: <PATH=/usr/bin:/bin>
X-Cron-Env: <LOGNAME=ian>
X-Cron-Env: <USER=ian>

It is now 23:00:01 on Friday

crontab 存储在哪里？

suid 程序 suid 程序以程序文件的所有者的权限运行，而不是采用运行程序的用户的权限。关于 suid 的更多信息，参见教程 “LPI 101 考试准备：设备、Linux 文件系统和 Filesystem Hierarchy Standard”；关于 passwd 命令的更多信息，参见教程 “LPI 102 考试准备：管理任务”。

用 crontab 命令创建的 crontab 存储在 /etc/spool/cron 下面的一个子目录中，这个子目录与创建 crontab 的用户同名，所以上面的 crontab 存储在 /etc/spool/cron/ian 中。因此，与 passwd 命令一样，crontab 命令是一个用根权限运行的 suid 程序。

/etc/crontab

除了 /var/spool/cron 中的用户 crontab 文件之外，cron 还会检查 /etc/crontab 文件和 /etc/cron.d 目录中的文件。在这些系统 crontab 中，在第五个时间字段（星期）和命令之间增加了一个字段。这个字段指定哪个用户应该运行这个命令，一般情况下是根用户。清单 4 给出一个 /etc/crontab 文件示例。

清单 4. /etc/crontab

                
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
HOME=/

# run-parts
01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly
02 4 * * * root run-parts /etc/cron.daily
22 4 * * 0 root run-parts /etc/cron.weekly
42 4 1 * * root run-parts /etc/cron.monthly
      

在这个示例中，真正的工作由 run-parts 命令执行，它运行 /etc/cron.hourly、/etc/cron.daily 等目录中的脚本；/etc/crontab 仅仅控制执行作业的时间。注意，这里的所有命令都作为根用户运行。还要注意，crontab 可以包含 shell 变量赋值，这些赋值会在运行命令之前执行。

anacron

cron 适合那些连续运行的系统。对于那些常常不开机的系统，比如笔记本计算机，可以使用另一个实用程序 anacron（表示 “anachronistic cron”）调度每日、每周或每月执行的作业。anacron 不处理每小时执行的作业。

anacron 在 /var/spool/anacron 中保留时间戳文件，记录作业运行的时间。当 anacron 运行时，它检查自作业上一次运行以来是否已经经过了所需的天数，如果需要，就运行作业。anacron 的作业表存储在 /etc/anacrontab 中，文件格式与 /etc/crontab 略有不同。与 /etc/crontab 一样，/etc/anacrontab 可以包含环境设置。每个作业有四个字段：

1. 周期
2. 延迟
3. 作业标识符
4. 命令

周 期是天数，但是可以指定为 @monthly，这确保作业每个月只运行一次（无论这个月中有多少天）。延迟是在作业符合运行条件之后，到实际启动它之前等待的分钟数。可以使用这个设 置防止在系统启动时集中执行作业。作业标识符可以包含除了斜线（/）之外的所有非空白字符。

/etc/crontab 和 /etc/anacrontab 都通过直接编辑进行更新。不使用 crontab 命令更新这些文件或 /etc/cron.d 目录中的文件。

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在指定的时间运行作业

有时候，需要只运行作业一次而不是定期运行。为此，应该使用 at 命令。要运行的命令是从 -f 选项指定的文件读取的，如果没有使用 -f，那么从 stdin 读取。-m 选项向用户发送邮件，即使命令没有 stdout。-v 选项显示运行作业的时间。这个时间也显示在输出中。

清单 5 给出一个运行 mycrontest.sh 脚本的示例。清单 6 显示在运行作业之后通过邮件发送给用户的输出。注意，这里的输出比对应的 cron 作业输出要简单一些。

清单 5. 使用 at 命令

                
[ian@lyrebird ~]$ at -f mycrontest.sh -v 10:25
Sat Jul  7 10:25:00 2007

job 5 at Sat Jul  7 10:25:00 2007

清单 6. 来自 at 的作业输出

                
From [e-mail]  Sat Jul  7 10:25:00 2007
Date: Sat, 7 Jul 2007 10:25:00 -0400
From: Ian Shields <[e-mail]>
Subject: Output from your job        5
To: [e-mail]

It is now 10:25:00 on Saturday

时间的设置可以非常复杂。清单 7 给出几个示例。参见 at 的手册页、/usr/share/doc/at/timespec 文件或 /usr/share/doc/at-3.1.10/timespec 这样的文件（这个示例中的 3.1.10 是 at 包的版本号）。

清单 7. at 命令使用的时间值

                
[ian@lyrebird ~]$ at -f mycrontest.sh  10pm tomorrow
job 14 at Sun Jul  8 22:00:00 2007
[ian@lyrebird ~]$ at -f mycrontest.sh 2:00 tuesday
job 15 at Tue Jul 10 02:00:00 2007
[ian@lyrebird ~]$ at -f mycrontest.sh 2:00 july 11
job 16 at Wed Jul 11 02:00:00 2007
[ian@lyrebird ~]$ at -f mycrontest.sh 2:00 next week
job 17 at Sat Jul 14 02:00:00 2007

nice 值 nice 值表示一个作业对于其他用户的优先程度。关于 nice 和 renice 命令的更多信息，参见教程 “LPI 101 考试准备：GNU 和 UNIX 命令”。

at 命令还有一个 -q 选项。随着队列的增长，作业的 nice 值也会增长。 还有一个 batch 命令，它与 at 命令相似，但是作业只在系统负载足够低时运行。这些特性的细节参见手册页。

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管理调度的作业

列出调度的作业

可以管理 cron 和 at 作业。使用 crontab 命令和 -l 选项列出 crontab，使用 atq 命令显示用 at 命令加入队列中的作业，见清单 8。

清单 8. 显示调度的作业

                
[ian@lyrebird ~]$ crontab -l
0,20,40 22-23 * 7 fri-sat /home/ian/mycrontest.sh
[ian@lyrebird ~]$ atq
16      Wed Jul 11 02:00:00 2007 a ian
17      Sat Jul 14 02:00:00 2007 a ian
14      Sun Jul  8 22:00:00 2007 a ian
15      Tue Jul 10 02:00:00 2007 a ian

如果希望查看 at 调度执行的实际命令，那么可以使用 at 命令并加上 -c 选项和作业号。您会注意到，在发出 at 命令时生效的大多数环境设置会随调度的作业一起保存。清单 9 给出清单 7 和清单 8 中作业 15 的部分输出。

清单 9. 使用 at -c 并加上作业号

                
#!/bin/sh
# atrun uid=500 gid=500
# mail ian 0
umask 2
HOSTNAME=lyrebird.raleigh.ibm.com; export HOSTNAME
SHELL=/bin/bash; export SHELL
HISTSIZE=1000; export HISTSIZE
SSH_CLIENT=9.67.219.151\ 3210\ 22; export SSH_CLIENT
SSH_TTY=/dev/pts/5; export SSH_TTY
USER=ian; export USER
 ...
HOME=/home/ian; export HOME
LOGNAME=ian; export LOGNAME
 ...
cd /home/ian || {
         echo 'Execution directory inaccessible' >&2
         exit 1
}
${SHELL:-/bin/sh} << `(dd if=/dev/urandom count=200 bs=1 \
   2>/dev/null|LC_ALL=C tr -d -c '[:alnum:]')`

#!/bin/bash
 echo "It is now $(date +%T) on $(date +%A)"

注意，我们脚本文件的内容已经复制在 一个 here-document 中，这个 here-document 将由 SHELL 变量指定的 shell 执行（如果没有设置 SHELL 变量，就使用 /bin/sh）。关于 here-document 的信息参见教程 “LPI 101 考试准备，主题 103：GNU 和 UNIX 命令”。

删除调度的作业

可以使用 cron 命令和 -r 选项删除所有调度的 cron 作业，见清单 10。

清单 10. 显示并删除 cron 作业

                
[ian@lyrebird ~]$ crontab -l
0,20,40 22-23 * 7 fri-sat /home/ian/mycrontest.sh
[ian@lyrebird ~]$ crontab -r
[ian@lyrebird ~]$ crontab -l
no crontab for ian

要删除系统 cron 或 anacron 作业，应该编辑 /etc/crontab、/etc/anacrontab 或者编辑或删除 /etc/cron.d 目录中的文件。

可以使用 atrm 命令加作业号删除用 at 命令调度的一个或多个作业。多个作业应该用空白分隔。清单 11 给出一个示例。

清单 11. 用 atq 和 atrm 显示并删除作业

                
[ian@lyrebird ~]$ atq
16      Wed Jul 11 02:00:00 2007 a ian
17      Sat Jul 14 02:00:00 2007 a ian
14      Sun Jul  8 22:00:00 2007 a ian
15      Tue Jul 10 02:00:00 2007 a ian
[ian@lyrebird ~]$ atrm 16 14 15
[ian@lyrebird ~]$ atq
17      Sat Jul 14 02:00:00 2007 a ian

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配置用户对作业调度的访问

如果文件 /etc/cron.allow 存在，那么非根用户必须在其中列出，才能使用 crontab 和 cron 设施。如果 /etc/cron.allow 不存在，但是 /etc/cron.deny 存在，那么其中列出的非根用户不能使用 crontab 或 cron 设施。如果这两个文件都不存在，那么只允许超级用户使用这个命令。空的 /etc/cron.deny 文件允许所有用户使用 cron 设施，这是默认情况。

/etc/at.allow 和 /etc/at.deny 文件对 at 设施起相似的作用。