Linux 计划任务

在 Linux 系统中，计划任务分为两类：一次性延迟执行的 at 任务和周期性重复执行的 cron 任务，熟练掌握这些工具是系统管理员的必备技能。

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一、延迟用户作业 — at

1.1 at 简介

有时需要在将来某个设定的时间点运行一个命令或一组命令，这些计划好的命令通常被称为延迟任务。在 RHEL 中，at 命令提供了这一功能。

at 软件包提供了 atd 系统守护进程以及一组命令行工具。在默认情况下，atd 守护进程会自动安装并启用。

# 查看 atd 进程
ps -ef | grep atd

# 查看 atd 服务状态
systemctl status atd.service

atd 守护进程提供了 a 到 z 共 26 个队列，作业按字母顺序排列，队列越靠后，系统优先级越低。

1.2 相关命令与文件

命令/文件	说明
at	计划新作业
atq	查看待处理作业队列
atrm	删除计划的作业
batch	在系统负载允许时运行作业
/etc/at.allow	白名单，允许使用 at 的用户
/etc/at.deny	黑名单，禁止使用 at 的用户
/var/spool/at/	作业存储目录

1.3 TIMESPEC 时间格式

at 命令接受灵活的时间表达式，支持以下组合：

# 从现在起 5 分钟后
at now +5min

# 今天下午茶时间 (16:00)
at teatime

# 4 天后的中午
at noon +4 days

# 指定日期和时间
at 5pm august 3 2023

# 明天下午 4 点
at teatime tomorrow

# 2 小时后
at now +2 hours

1.4 at 命令使用示例

# 计划一个延迟任务
at 5pm august 3 2023
warning: commands will be executed using /bin/sh
at> wall hello
at> <EOT>                    # 按 Ctrl+D 结束输入
job 1 at Thu Aug  3 17:00:00 2023

# 从文件读取命令（适合复杂命令）
at now +1 hour < /path/to/script.sh

1.5 管理延迟作业

# 查看待处理作业
atq
# 输出示例：
# 1   Thu Aug  3 17:00:00 2023 a root
# 2   Sun Mar 12 12:00:00 2023 a root

# 输出各字段说明：
# 第一个字段：唯一作业编号
# 第二个字段：计划执行日期和时间
# 第三个字段：作业队列（默认 a）
# 第四个字段：作业所有者

# 查看作业的具体命令
at -c 1

# 删除作业
atrm 2

# 验证删除
atq

普通用户只能查看和控制自己的作业，root 用户可以查看和管理所有用户的作业。

1.6 用户权限控制

条件	结果
用户在 /etc/at.allow 中	允许使用 at
用户在 /etc/at.deny 中	禁止使用 at
用户同时在两个文件中	允许使用 at
两个文件都不存在	只有 root 能使用 at
文件存在但为空	所有用户均可使用

# 禁止 redhat 用户使用 at
echo redhat >> /etc/at.deny

# 允许 redhat 用户使用 at
echo redhat >> /etc/at.allow

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二、周期性用户作业 — crond

2.1 crond 简介

按计划重复运行的作业被称为周期性作业。RHEL 系统默认自带了 crond 守护进程，由 cronie 软件包提供，默认启用并启动。

# 查看 crond 进程
ps -ef | grep crond

# 查看 crond 服务状态
systemctl status crond.service

如果计划命令生成了未被重定向的输出或错误，crond 守护进程会尝试通过电子邮件将该输出发送给作业所有者。

2.2 crontab 命令

命令	用途
crontab -l	列出当前用户的计划作业
crontab -e	编辑当前用户的作业
crontab -r	删除当前用户的所有作业
crontab filename	从文件导入作业（替换现有作业）
crontab -u username -e	root 编辑指定用户的作业

# 普通用户管理自己的任务
crontab -e    # 编辑
crontab -l    # 查看
crontab -r    # 删除所有

# root 管理其他用户的任务
crontab -u redhat -e
crontab -u redhat -l

2.3 crontab 时间格式

crontab 文件的字段按以下顺序显示：

分钟  小时  几号  月  星期几  命令
 0-59  0-23  1-31 1-12 0-7

语法规则：

符号	说明	示例
*	任意值，始终匹配	* * * * * (每分钟)
数字	精确值	0 5 * * * (每天5:00)
x-y	范围	9-17 (9点到17点)
x,y	列表	1,3,5 (第1,3,5)
*/x	间隔	*/5 (每5分钟/小时)

对于月份和工作日，可以使用三个字母的英文缩写：

类型	缩写
月份	Jan, Feb, Mar, Apr, May, Jun, Jul, Aug, Sep, Oct, Nov, Dec
星期	Sun, Mon, Tue, Wed, Thu, Fri, Sat (0=Sun, 7=Sun)

2.4 crontab 示例

# 每年 2 月 2 日上午 9 点执行一次年度备份
0 9 2 2 * /usr/local/bin/yearly_backup

# 七月每周五上午 9 点到下午 5 点之间，每 5 分钟发送 Chime 邮件
*/5 9-16 * Jul 5 echo "Chime"

# 每个工作日午夜前两分钟运行日报脚本
58 23 * * 1-5 /usr/local/bin/daily_report

# 每个工作日上午 9 点发送检查邮件
0 9 * * 1-5 mutt -s "Checking in" boss@example.com % Hi there boss, just checking in.

# 每两分钟记录一次当前时间
*/2 * * * * date >> /tmp/mylog.txt

# 凌晨 2 点执行系统清理（输出重定向）
0 2 * * * /usr/local/bin/cleanup.sh > /dev/null 2>&1

百分比符号 % 会被当作换行字符，百分号之后的所有内容通过 stdin 传给命令。

2.5 用户权限控制

与 at 类似，cron 也有权限控制文件：

文件	作用
/etc/cron.allow	白名单，允许使用 crontab 的用户
/etc/cron.deny	黑名单，禁止使用 crontab 的用户

规则：同时存在时允许优先；两个文件都不存在时只有 root 能使用。

# 拒绝 redhat 用户使用 crontab
echo redhat >> /etc/cron.deny

# 删除控制文件（仅 root 可用）
rm -rf /etc/cron.allow /etc/cron.deny

2.6 日志查看

# 查看 Cron 执行日志
tail -f /var/log/cron

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三、周期性系统作业

3.1 系统 crontab 文件

系统管理员应使用系统范围的 crontab 文件，而不是使用 crontab 命令管理系统作业。系统 crontab 的作业格式与用户 crontab 类似，唯一区别是命令字段前面多了一个用户字段。

# /etc/crontab 示例格式
cat /etc/crontab
# SHELL=/bin/bash
# PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
# MAILTO=root
#
# .---------------- minute (0 - 59)
# |  .------------- hour (0 - 23)
# |  |  .---------- day of month (1 - 31)
# |  |  |  .------- month (1 - 12) OR jan,feb,mar,apr ...
# |  |  |  |  .---- day of week (0 - 6)
# |  |  |  |  |
# *  *  *  *  * user-name  command to be executed

3.2 周期性系统作业的位置

位置	用途
/etc/crontab	默认系统 crontab（可能被包更新覆盖）
/etc/cron.d/	自定义 crontab 文件（推荐使用）
/etc/cron.hourly/	每小时执行的脚本
/etc/cron.daily/	每天执行的脚本
/etc/cron.weekly/	每周执行的脚本
/etc/cron.monthly/	每月执行的脚本

推荐在 /etc/cron.d/ 下创建自定义 crontab 文件，防止第三方软件包更新时覆盖 /etc/crontab。

# 创建系统级定时任务
cat > /etc/cron.d/custom-task << 'EOF'
# 每天凌晨 3 点以 root 身份运行备份
0 3 * * * root /usr/local/bin/backup.sh
EOF

3.3 目录脚本要求

/etc/cron.hourly/、/etc/cron.daily/ 等目录中的脚本必须是可执行文件：

# 创建每日任务脚本
cat > /etc/cron.daily/user-count.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
USERCOUNT=$(w -h | wc -l)
logger "There are currently ${USERCOUNT} active users"
EOF

chmod +x /etc/cron.daily/user-count.sh

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四、anacron — 补救执行

4.1 anacron 简介

anacron 确保重要作业始终运行，不会因为系统在应执行作业时关闭或休眠而意外跳过。例如，如果由于系统重启而导致每日作业未按时运行，系统就绪后会自动执行。

/var/spool/anacron/ 中会为每个作业保存时间戳文件，用于确定作业上次运行的时间。

4.2 /etc/anacrontab 语法

每行包含四个字段：

以天为单位的间隔  延迟(分钟)  作业标识符  命令

# /etc/anacrontab 示例
# 环境变量
START_HOURS_RANGE=3-22

# 每日作业 (间隔1天，延迟5分钟运行)
1       5       cron.daily      run-parts /etc/cron.daily

# 每周作业 (间隔7天，延迟25分钟运行)
7       25      cron.weekly     run-parts /etc/cron.weekly

# 每月作业 (间隔30天，延迟45分钟运行)
@monthly 45     cron.monthly    run-parts /etc/cron.monthly

字段	说明
间隔天数	整数或宏 @daily(1)、@weekly(7)、@monthly(30)
延迟(分钟)	crond 启动后等待的时间
作业号	日志中标识作业的唯一名称
命令	要执行的命令

START_HOURS_RANGE 指定了作业运行的时间范围，超出此范围时作业将不会启动。

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五、at 与 cron 对比

特性	at	cron
执行方式	一次性延迟执行	周期性重复执行
守护进程	atd	crond
队列数	a-z 共 26 个	无队列概念
作业存储	/var/spool/at/	/var/spool/cron/
配置命令	at, atq, atrm	crontab -e/-l/-r
权限控制	/etc/at.allow, /etc/at.deny	/etc/cron.allow, /etc/cron.deny
适用场景	临时性、一次性任务	定期维护、监控、备份

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六、最佳实践

1. 使用绝对路径：crontab 中的命令始终使用绝对路径，避免 PATH 导致的命令找不到
2. 重定向输出：将命令输出重定向到日志文件，避免产生大量邮件
3. SHELL 环境变量：在 crontab 开头设置 SHELL=/bin/bash 确保使用正确的 shell
4. 系统任务用 /etc/cron.d/：避免直接编辑 /etc/crontab
5. 脚本加可执行权限：放入 cron.daily 等目录的脚本必须可执行
6. 验证语法：使用 crontab -l 验证，通过日志 /var/log/cron 确认执行情况

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