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Linux基礎教學:任務計劃和周期性任務

2020-06-16 17:08:12

在我們的生活中,有的工作是例行的,例如每年一次加薪、每年給女朋友過一次生日、每天上班都要打卡等,有的工作是臨時發生的,例如明天朋友要來訪,你需要準備午餐等等。

像很多例行的工作,你一旦忙起來就很容易忘記,這時候就需要人去提醒你,Linux的crontab功能就能夠排上用場了,例如每年女朋友的生日前一天給你發個郵件提醒你,好讓你有所準備。臨時發生的事情,例如上面那個例子,明天朋友要來訪,在第二天的上午給你發一封郵件提醒你要精心準備午餐。這時候Linux的at功能就能派上用場了。那他們之間有什麼不一樣呢?真的有這麼牛x嗎?下面我們就來一起看看吧!

at和crontab簡介

at:一般用於未來某一個時間點去執行一次某某任務,要記住,只執行一次,所有at很適合那些臨時的任務;

crontab:週期性的去執行某任務,所以適合那些周期性的任務。

電子郵件服務

在寫at和crontab之前,我們先來簡單的看一下原生的電子郵件服務----mailx,mailx的用途就是用來傳送和接受網路郵件。

用法(這裡只簡單的談一下,以便後面介紹at和crontab,詳細的可以見man手冊):

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

每個使用者在/var/spool/mail/目錄下都有一個以自己名字命令的"郵筒",可以用來接收郵件!

1.通過互動式的方式生成郵件正文,我們讓root使用者給frank使用者發個郵件:

[root@localhost ~]# mailx -s "hello frank"  frank@localhost.localdomain  #-s指定郵件標題,本地使用者@hostname可以去掉
how are you?
I am root!
.
EOT

frank使用者收郵件:

[frank@localhost ~]$ mail
Heirloom Mail version 12.5 7/5/10.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/frank": 1 message 1 new
>N  1 root                  Mon Sep  4 11:43  19/654   "hello frank"
& 1                                         #輸入序號即可檢視檔案內容
Message  1:
From root@localhost.localdomain  Mon Sep  4 11:43:30 2017
Return-Path: <root@localhost.localdomain>
X-Original-To: frank@localhost.localdomain
Delivered-To: frank@localhost.localdomain
Date: Mon, 04 Sep 2017 11:43:30 -0400
To: frank@localhost.localdomain
Subject: hello frank     #郵件標題
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 7/5/10     #使用者收發郵件的工具程式
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: root@localhost.localdomain (root)
Status: R

how are you?                  #郵件正文
I am root!
 
2.使用輸入重定向來生成郵件正文,讓frank給root回一封,這裡可以將檔案直接發給root使用者。
我們將/tmp/下寫好的的hello.txt檔案發給root:
[frank@localhost tmp]$ mailx -s "hello root" root  < /tmp/hello.txt  #這裡我們省去了hostname

root收郵件並檢視:

[root@localhost ~]# 
You have mail in /var/spool/mail/root     #看吧!這裡會彈出提示,告訴你有一封郵件!
[root@localhost ~]# 
[root@localhost ~]# mail
Heirloom Mail version 12.5 7/5/10.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/root": 1 message 1 new
>N  1 frank                 Mon Sep  4 11:56  19/629   "hello root"
& 1
Message  1:
From frank@localhost.localdomain  Mon Sep  4 11:56:31 2017
Return-Path: <frank@localhost.localdomain>
X-Original-To: root
Delivered-To: root@localhost.localdomain
Date: Mon, 04 Sep 2017 11:56:31 -0400
To: root@localhost.localdomain
Subject: hello root
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 7/5/10
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: frank@localhost.localdomain (frank)
Status: R

I am ok!
and you?

& q    #q退出
Held 1 message in /var/spool/mail/root
3.通過管道生成郵件正文,讓root給frank再回一封郵件:
事先準備好了hello2.txt
[root@localhost ~]# cat /tmp/hello2.txt | mail -s "hey Frank" frank  #使用mail和mailx都是可以的

frank來收郵件檢視:

[frank@localhost tmp]$ mail
Heirloom Mail version 12.5 7/5/10.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/frank": 2 messages 1 new
    1 root                  Mon Sep  4 11:43  20/665   "hello frank"
>N  2 root                  Mon Sep  4 12:05  19/622   "hey Frank"
& 2
Message  2:
From root@localhost.localdomain  Mon Sep  4 12:05:27 2017
Return-Path: <root@localhost.localdomain>
X-Original-To: frank
Delivered-To: frank@localhost.localdomain
Date: Mon, 04 Sep 2017 12:05:27 -0400
To: frank@localhost.localdomain
Subject: hey Frank
User-Agent: Heirloom mailx 12.5 7/5/10
Content-Type: text/plain; charset=us-ascii
From: root@localhost.localdomain (root)
Status: R

I am fine too!

好了,郵件服務就暫時寫到這裡,想要了解的更詳細可見參考man手冊,下面我們就來進入正式的主題吧!

at命令

at命令一般用於臨時的任務,只會執行一次,at執行的結果都會以郵件的形式發給提交作業的使用者。

語法: at [OPTION]... TIME
選項:
    -l:檢視作業佇列,相當於atq
    -f /path/from/somefile:從指定的檔案讀取作業任務,而不是互動式的輸入
    -d:刪除指定的作業,相當於atrm
    -c:檢視指定作業的具體內容
    -q:指定佇列
TIME:
   精確的時間:HH:MM [YYYY-mm-dd]    00:13 2017-09-05
   模糊的時間:noon,midnight,teatime,tomorrow
   加:now + #      now + 5 minutes  5分鐘後,單位有:minutes  hours days weeks

下面我們就來使用:

[root@localhost ~]# at  now + 2 minutes
at> cat /etc/passwd
at> <EOT>      #輸入<EOT>或者使用ctrl+d
job 6 at Mon Sep  4 12:26:00 2017

2分鐘後我們收到一封郵件:

[root@localhost ~]# mail
Heirloom Mail version 12.5 7/5/10.  Type ? for help.
"/var/spool/mail/root": 4 messages 1 unread
    1 frank                 Mon Sep  4 11:56  20/640   "hello root"
    2 root                  Mon Sep  4 12:21  17/596   "Output from your job        2"
    3 root                  Mon Sep  4 12:24  15/514   "Output from your job        3"
>U  4 root                  Mon Sep  4 12:26  36/1561  "Output from your job        6"
& 4
Message  4:
From root@localhost.localdomain  Mon Sep  4 12:26:00 2017
Return-Path: <root@localhost.localdomain>
X-Original-To: root
Delivered-To: root@localhost.localdomain
Subject: Output from your job        6
To: root@localhost.localdomain
Date: Mon,  4 Sep 2017 12:26:00 -0400 (EDT)
From: root@localhost.localdomain (root)
Status: RO

root:x:0:0:root:/root:/bin/bash
bin:x:1:1:bin:/bin:/sbin/nologin
daemon:x:2:2:daemon:/sbin:/sbin/nologin
adm:x:3:4:adm:/var/adm:/sbin/nologin
lp:x:4:7:lp:/var/spool/lpd:/sbin/nologin
sync:x:5:0:sync:/sbin:/bin/sync
shutdown:x:6:0:shutdown:/sbin:/sbin/shutdown
halt:x:7:0:halt:/sbin:/sbin/halt
....(略)

檢視作業佇列:

[root@localhost ~]# at -l   #也可以使用atq
7    Mon Sep  4 12:29:00 2017 a root

從指定的檔案去讀取作業任務:

[root@localhost ~]# at -f myat.txt  12:36
job 9 at Mon Sep  4 12:36:00 2017
[root@localhost ~]# atq   #檢視作業佇列,相當at -l
9    Mon Sep  4 12:36:00 2017 a root 

使用-c檢視指定作業的具體內容:

[root@localhost ~]# at -c 10
#!/bin/sh
# atrun uid=0 gid=0
# mail root 0
umask 22
XDG_SESSION_ID=9; export XDG_SESSION_ID
HOSTNAME=localhost.localdomain; export HOSTNAME
SELINUX_ROLE_REQUESTED=; export SELINUX_ROLE_REQUESTED
SHELL=/bin/bash; export SHELL
HISTSIZE=1000; export HISTSIZE
SSH_CLIENT=192.168.122.1 62021 22; export SSH_CLIENT
SELINUX_USE_CURRENT_RANGE=; export SELINUX_USE_CURRENT_RANGE
SSH_TTY=/dev/pts/0; export SSH_TTY
USER=root; export USER
LS_COLORS=rs=0:di=01;34:ln=01;36:mh=00:pi=40;33:so=01;35:do=01;35:bd=40;33;01:cd=40;33;01:or=40;31;01:mi=01;05;37;41:su=37;41:sg=30;43:ca=30;41:tw=30;42:ow=34;42:st=37;44:ex=01;32:*.tar=01;31:*.tgz=01;31:*.arc=01;31:*.arj=01;31:*.taz=01;31:*.lha=01;31:*.lz4=01;31:*.lzh=01;31:*.lzma=01;31:*.tlz=01;31:*.txz=01;31:*.tzo=01;31:*.t7z=01;31:*.zip=01;31:*.z=01;31:*.Z=01;31:*.dz=01;31:*.gz=01;31:*.lrz=01;31:*.lz=01;31:*.lzo=01;31:*.xz=01;31:*.bz2=01;31:*.bz=01;31:*.tbz=01;31:*.tbz2=01;31:*.tz=01;31:*.deb=01;31:*.rpm=01;31:*.jar=01;31:*.war=01;31:*.ear=01;31:*.sar=01;31:*.rar=01;31:*.alz=01;31:*.ace=01;31:*.zoo=01;31:*.cpio=01;31:*.7z=01;31:*.rz=01;31:*.cab=01;31:*.jpg=01;35:*.jpeg=01;35:*.gif=01;35:*.bmp=01;35:*.pbm=01;35:*.pgm=01;35:*.ppm=01;35:*.tga=01;35:*.xbm=01;35:*.xpm=01;35:*.tif=01;35:*.tiff=01;35:*.png=01;35:*.svg=01;35:*.svgz=01;35:*.mng=01;35:*.pcx=01;35:*.mov=01;35:*.mpg=01;35:*.mpeg=01;35:*.m2v=01;35:*.mkv=01;35:*.webm=01;35:*.ogm=01;35:*.mp4=01;35:*.m4v=01;35:*.mp4v=01;35:*.vob=01;35:*.qt=01;35:*.nuv=01;35:*.wmv=01;35:*.asf=01;35:*.rm=01;35:*.rmvb=01;35:*.flc=01;35:*.avi=01;35:*.fli=01;35:*.flv=01;35:*.gl=01;35:*.dl=01;35:*.xcf=01;35:*.xwd=01;35:*.yuv=01;35:*.cgm=01;35:*.emf=01;35:*.axv=01;35:*.anx=01;35:*.ogv=01;35:*.ogx=01;35:*.aac=01;36:*.au=01;36:*.flac=01;36:*.mid=01;36:*.midi=01;36:*.mka=01;36:*.mp3=01;36:*.mpc=01;36:*.ogg=01;36:*.ra=01;36:*.wav=01;36:*.axa=01;36:*.oga=01;36:*.spx=01;36:*.xspf=01;36:; 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-8; export LANG
SELINUX_LEVEL_REQUESTED=; export SELINUX_LEVEL_REQUESTED
HISTCONTROL=ignoredups; export HISTCONTROL
SHLVL=1; export SHLVL
HOME=/root; export HOME
LOGNAME=root; export LOGNAME
SSH_CONNECTION=192.168.122.1 62021 192.168.122.128 22; export SSH_CONNECTION
LESSOPEN=||/usr/bin/lesspipe.sh %s; export LESSOPEN
XDG_RUNTIME_DIR=/run/user/0; export XDG_RUNTIME_DIR
cd /root || {
     echo 'Execution directory inaccessible' >&2
     exit 1
}
${SHELL:-/bin/sh} << 'marcinDELIMITER02cdeaba'
echo "hello"
cat /tmp/hello.txt
cat /etc/passwd
具體內容
這裡包括了很多的環境變數,大家可以注意一下這裡的PATH,有的情況我們執行的命令不在這個PATH所包含的路徑下面,所以寫在作業裡面的命令建議使用絕對路徑。
在/etc/目錄下有這麼一個檔案,at.deny,寫在這個檔案裡面的使用者是不能使用at的。有的情況下不存在at.deny而是存在at.allow,那麼只有在at.allow裡面的使用者才能使用at,如果兩個檔案都不存在的話,則只用root使用者可以使用at。
除了at命令以外,還有命令是batch,batch會讓系統自行選擇在系統資源較空閒的時候去執行指定的任務(when the load average drops below 0.8, or the value specified in the invocation of atd.)大致意思就是當平均負載低於0.8的時候。
可以使用uptime檢視平均工作負載(CPU在單位時間點裡所負責的工作數量):如果一個程式一直讓CPU進行不停的運算,那麼此時CPU的工作負載可能就已經達到了100%,也就是1,當我們執行兩個這樣的程式,那麼工作負載可能就會變成2,那麼CPU就需要在不同的任務之間切換啦!
[root@localhost ~]# uptime
 12:57:06 up  5:41,  3 users,  load average: 0.00, 0.01, 0.05  #好吧,現在幾乎沒有負載

[root@localhost ~]# batch 
at> /usr/bin/updatedb
at> <EOT>
job 12 at Mon Sep  4 12:51:00 2017

同樣batch同樣也可以使用atq和atrm來管理。

週期性任務crond

迴圈週期性的任務是由cron(crond)這個系統服務控制的,因為linux上原本就有很多的迴圈週期性的任務,例如系統會周期性的刪除/tmp目錄下的臨時檔案。linux也給管理員和使用者提供了控制迴圈週期性任務的命令——crontab。

服務程式cronie提供了crond守護行程及相關的輔助工具:

[frank@localhost ~]$ rpm -q cronie
cronie-1.4.11-14.el7_2.1.x86_64
確保crond守護行程(daemon)處於執行狀態
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 2017-08-10 07:16:37 EDT; 3 weeks 4 days ago
 Main PID: 682 (crond)
   CGroup: /system.slice/crond.service
           └─682 /usr/sbin/crond -n

Aug 10 07:16:37 localhost.localdomain systemd[1]: Started Command Scheduler.
Aug 10 07:16:37 localhost.localdomain systemd[1]: Starting Command Scheduler...
Aug 10 07:16:37 localhost.localdomain crond[682]: (CRON) INFO (RANDOM_DELAY will be scaled with factor 8% if used.)
Aug 10 07:16:37 localhost.localdomain crond[682]: (CRON) INFO (running with inotify support)

在centos6中使用:

[root@localhost ~]# service crond status    #centos7也支援
在/etc/目錄下存在cron.deny,寫入其中的使用者不能夠使用crontab命令,有的時候不存在cron.deny而存在的是cron.allow,則只有在其中的使用者才能使用crontab命令。如果兩個檔案都存在cron.allow的優先順序要比cron.deny的優先順序高。

 向crond提交作業的方式不同於at,它需要使用專用的組態檔,此檔案有固定的格式,不建議使用文字編輯器直接編輯,要使用crontab。文字編輯器編輯儲存退出時不會檢查語法錯誤,而使用crontab儲存退出會檢查語法錯誤。

cron的任務分為兩類:

1.系統cron任務,主要使用者實現系統自身的維護,一般手動編輯/etc/crontab檔案,如果修改後不能馬上執行,可以手動的重新啟動這個服務 systemctl restart crond;

2.使用者cron任務,一般使用crontab命令。

好的,我們現在來看一下系統cron的組態檔/etc/crondtab吧!

[root@localhost ~]# cat /etc/crontab
SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root

# 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
 
注意:
(1)每一行定義一個週期性的任務,共七個欄位:
     *  *  *  *  *:定義周期性的時間
     user-name:執行任務的使用者身份
     command to be executed:任務
(2)此處的環境變數不同於使用者登入後獲得的環境,因此建議使用絕對路徑,或者之定義PATH路徑
(3)執行結果郵件傳送給MAILTO指定的使用者。
 
週期時間表示法則:
(1)特定值
          給定時間點有效取值範圍內的值
          注意:day of week 和day of mouth一般不同時使用
(2)*
          給定時間點有效取值範圍內的所有值,表示每...
(3)離散取值
           在時間點上使用逗號分隔的多個值:#,#,#
(4)連續取值
           在時間點上使用逗號分隔的多個值:#-#
(5)在指定時間上,定義步長
           /#,#即步長
 
注意:
(1)指定的時間點不能被步長真出時,其意義將不復存在;
(2)最小時間單位為分鐘,想完成秒級人物,的需要額外借助其他的機制。

範例:

(1) 3 * * * *:每小時執行一次;每小時的第3分鐘;
(2) 3 4 * * 5:每週執行一次;每週5的4點3分;
(3) 5 6 7 * *:每月執行一次;每月的7號的6點5分;
(4) 7 8 9 10 *:每年執行一次;每年的10月9號8點7分;
(5) 9 8 * * 3,7:每週三和週日的8點7分
(6) 0 8,20 * * 3,7:每週三和週日的20點和20點8分執行;
(7) 0 9-18 * * 1-5:每週一到週五的早上9點到18點
(8) */5 * * * *:每5分鐘執行一次某任務;
 
當給使用者建立一個週期性的任務的時候,會在/var/spool/cron生成一個與其使用者名稱相同的組態檔。
下面就來講一下crontab命令:
 
語法:crontab  [OPTIONS]
OPTIONS:
    -e:編輯任務
    -l:列出所有任務
    -r:移除所有的任務,即刪除/var/spool/cron/USERNAME檔案
    -i:在使用-r選項移除所有任務提示使用者
    -u user:root使用者可為指定使用者管理cron任務
 
下面我們就來舉個例子吧!
比如每分鐘列印一個echo:
[frank@localhost ~]$ crontab -e
no crontab for frank - using an empty one

* * * * * echo "hello"

列出所有的任務:

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

移除所有的任務:

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

執行的結果以郵件通知給當前的使用者,如果拒絕接受郵件,可以使用輸出重定向:

 COMMAND > /dev/null

注意:定義COMMAND時,如果命令需要用到%,需要對其跳脫,但放置於單引號中的%不用跳脫。


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