Linux 中的 Cron：管理员完整指南 + 隐藏问题

大家好！我是大聪明-PLUS！

任何管理 Linux 的人迟早都会遇到cron标准的任务调度程序。但是，如果你尝试快速配置它，可能会遇到一些不愉快的意外：

• 该脚本未运行，因为cron它在不同的环境中运行。

• 由于 100 个任务同时启动，服务器不堪重负而崩溃。

• 您没有注意到错误，因为脚本的输出最终位于 /dev/null

本文不仅涵盖了使用的基础知识 cron，还涵盖了：

• 高级时间表格式——如何设置复杂的间隔和组合条件

• 典型的陷阱——使用环境变量、日志记录、并发管理

• 复杂场景的替代方案——当 cron 它不够用时，值得关注 systemd.timer

此外，还有附加信息：

• 如何避免因任务重叠而导致的崩溃

• 什么时候 cron 是一个好的选择，什么时候最好使用其他工具？

本文对于新手管理员和想要深入了解 Linux 中的任务自动化的人来说都很有帮助。

什么是 cron？

Cron 是类 Unix 操作系统中的经典任务调度程序，它允许你按照计划自动执行命令和脚本。它允许你在特定时间或以特定频率运行命令/脚本。

它cron由几个关键组件组成：

• 守护进程crond是系统启动时启动并持续运行的后台进程。

• 表格cron（crontab）- 包含任务计划的文件

• 执行日志 - 通常写入syslog或单独日志

守护进程cron每分钟唤醒一次，检查crontab并执行当前分钟应运行的任务。

这是什么意思？我们来看几个例子：

1. 0 * * * * - 每小时开始时

2. 0 0 * * *- 每天午夜

3. 0 0 * * 0 - 每周日午夜

4. */15 * * * * - 每15分钟

5. 0 4 1 * * - 每月第一天凌晨 4:00

对于经常使用的间隔，还有cron“特殊线”，其频率是预先确定的：

• @yearly 或 @annually - 每年一次 (0 0 1 1 *)

• @monthly - 每月一次 (0 0 1 * *)

• @weekly - 每周一次 (0 0 * * 0)

• @daily 或 @midnight - 每天一次 (0 0 * * *)

• @hourly - 每小时一次 (0 * * * *)

• @reboot- 当系统启动时

下一个重要方面是环境变量。Cron 在最小环境中执行命令：

• PATH - 通常非常有限（/usr/bin:/bin）

• SHELL - 通常为 /bin/sh。推荐用于复杂脚本（支持数组和函数）

• HOME - 用户的主目录。适用于处理用户文件的任务。

• MAILTO - 用于发送结果的电子邮件地址（可以使用多个，以逗号分隔）。发送syslog方式：MAILTO=syslog

强烈建议始终指定任务中的命令和文件的完整路径。

为什么建议指定完整路径？

管理 crontab 文件

工作的基本命令cron：

使用 cron 的基本命令：

1. crontab -e - 编辑当前用户的 crontab

2. crontab -l - 查看当前的crontab

3. crontab -r - 删除 crontab

4. crontab -u username -e - 编辑其他用户的 crontab（需要 root 权限）

系统 crontab 文件通常位于：

1. /etc/crontab - 系统 crontab

2. /etc/cron.d/ - 其他 crontab 文件的目录

3. /var/spool/cron/crontabs/ - 包含用户 crontab 的目录（在某些发行版中）

高级 cron 功能

在本节中，我们将探索一些可能并非每个人都熟悉的高级功能。这些功能不仅允许您使用简单的时间间隔，还允许您使用复杂的模板进行精确的任务调度。这种灵活性使您能够根据各种需求（从定期维护到复杂的多阶段流程）调整基本调度程序。

1. 复音程和组合

Cron支持灵活的排程格式，但并非每个人都知道如何组合它们。以下是使用各种“非基本”间隔及其组合的示例：

范围（-）

• 0 9-18 * * * - 9:00 至 18:00 每小时一班

• 0 0 1-7 * * - 每月前 7 天的 00:00

列表（,）

• 0 0 1,15 * * - 每月1号和15号

• 0 0 * * 1,3,5 - 周一、周三和周五

步骤（/）

• */5 * * * * - 每5分钟

• 0 */3 * * * - 每3小时

组合

• 0 8-18/2 * * 1-5 - 8:00 至 18:00 每 2 小时一班，但仅限工作日

• 0 0,12 1-10,15 * * - 1日至10日和15日的00:00和12:00

2.并发管理

如果任务的运行时间超过其启动间隔，则存在冲突的风险。发生这种情况的原因有很多：

1. 进程累积（例如，如果一个任务需要 10 分钟才能完成，启动间隔为 5 分钟，那么一段时间后脚本的几个实例将会运行）

2. 锁定文件和资源（例如，如果脚本使用数据库或日志，则多个实例可能会尝试同时修改相同的数据）

3. 状态问题（例如，第一次运行更改了配置，但第二次运行没有意识到更改并采取了不正确的操作）

4. 日志记录错误（多个进程写入同一个日志。最好的情况是数据会混乱；最坏的情况是文件损坏）

对于这种情况，我们可以采用以下方法解决：

1. 执行时间限制（timeout）

* * * * * timeout 300 /path/to/script.sh  

1. 通过阻塞flock

* * * * * /usr/bin/flock -n /tmp/myscript.lock /path/to/script.sh

其中-n- 如果脚本已在运行，则不要等待（-w 10如果需要，请等待 10 秒）

什么是羊群？

3. 日志记录和错误处理

输出重定向：

• >> file.log 2>&1 - 将 stdout + stderr 合并到一个文件中

• >> file.log 2>> error.log - 单独的日志

旋转记录：

0 0 * * * /path/to/script.sh >> "/var/log/script_$(date +\%Y\%m\%d).log" 2>&1

复杂 cron 脚本的示例

理论固然重要，但结合案例，相信能更好地理解。以下是一些例子：

1. 具有延迟和状态检查的级联任务

0 2 * * * /path/to/first_task.sh && touch /tmp/first_success15 2 * * * [ -f /tmp/first_success ] && /path/to/second_task.sh && rm /tmp/first_success

• first_task.sh 从 2:00 开始，如果成功 ( &&)，则会创建一个标志文件 /tmp/first_success

• 在 2:15 检查标志（[ -f ... ]）是否存在，如果存在，则启动 second_task.sh，然后删除该标志

• 潜在应用：任务链（例如数据收集 - 处理 - 发送报告）

2. 仅在低 CPU 负载下运行

0 22 * * * [ $(awk '{print 100-$NF}' /proc/loadavg | cut -d. -f1) -lt 30 ] && /path/to/backup.sh

• awk '{print 100-$NF}' /proc/loadavg - 计算可用 CPU（100 - 负载）

• cut -d. -f1 - 只留下整个部分

• -lt 30 - 检查是否有超过 70% 的空闲空间（利用率 < 30%）

• 潜在用途：重型任务（日志分析、备份）。

3. 如果进程已在运行，则跳过启动

*/5 * * * * [ $(pgrep -c -f "script.sh") -eq 0 ] && /path/to/script.sh

• pgrep -c -f "script.sh" - 统计正在运行的进程数

• -eq 0 - 如果未找到该进程（0），则启动该任务

• 潜在用途：防止重复任务（例如数据导入）。

4. 日志轮换

0 3 1 * * find /var/log/app/ -name "*.log" -mtime +30 -exec gzip {} \;

• find /var/log/app/ - 搜索 .log 超过 30 天的文件

• -exec gzip {} \; - 挤压它们

5.限制脚本执行时间

0 * * * * timeout 600 /path/to/long_script.sh

• timeout 600 - 600 秒（10 分钟）后终止该进程。

cron 的替代方案

在阅读以上章节时，您可能对 Systemd Timer 是否存在作为最佳替代方案存在疑问cron。正如我们领域的任何主题一样，几乎所有事物都有替代方案。

由于本文并非完全围绕它展开，我将进行简要概述。以下是主要功能和比较。

1. 主要特点

1. 精确的时间表，即 - 根据日历启动（OnCalendar=*-*-* 03:00:00 - 每天 3:00）和相对间隔（OnBootSec=5min - 系统启动后 5 分钟）。

2. 依赖项。例如，您可以指定对其他服务的依赖关系（网络启动后启动任务）。

3. 遗漏容忍度。如果服务器断线，定时器下次开启时将不会启动任务（Persistent=true）。

4. 与 集成systemd。登录 journalctl，命令管理：

systemctl start mytimer.timer  
journalctl -u mytimer.service  

2. 比较

机会	Systemd 定时器	克罗恩
依赖项	是的 （Requires=）	不
跳过后启动	是的 （Persistent）	不
日志记录	journalctl	文件（/var/log/）
确切时间	秒	只需几分钟

结论

我们从这篇文章中可以得出什么结论？Cron它是一个简单实用的自动化任务工具，但如果使用不当，可能会导致各种问题，从服务器过载崩溃到可能长时间未被发现的静默错误。使用它最重要的规则如下：

1. 始终指定完整路径

2. 尽可能控制并行执行

3. 设置日志记录至关重要（这可能适用于整个 IT 行业。可以说，这不是我应该教你的）。

对于任务之间依赖关系或更精确的执行时间至关重要的复杂场景，计时器无疑更具systemd.timer优先考虑性，因为它们能够提供更强大的控制力，并且集成度更高。最终，cron这些替代方案的选择直接取决于具体任务。想要简单易用？那就用它吧cron。需要灵活性和可靠性？Systemd 计时器必不可少。