定时任务：crontab, anacron, systemd-timer | Scheduled Tasks
章节概述
核心理念：定时任务是系统自动化的基石——从定期备份、日志轮转到系统维护，都依赖于精确的调度机制。理解 crontab、anacron 和 systemd timer，就像理解 C 语言的事件循环一样重要。
第1节：crontab 语法
1.1 基本语法
# crontab 格式:
# ┌───────────── 分钟 (0-59)
# │ ┌───────────── 小时 (0-23)
# │ │ ┌───────────── 日 (1-31)
# │ │ │ ┌───────────── 月 (1-12)
# │ │ │ │ ┌───────────── 星期 (0-7, 0和7都是周日)
# │ │ │ │ │
# * * * * * command
# 示例:
0 2 * * * /path/to/backup.sh # 每天凌晨 2 点
30 8 * * 1-5 /path/to/weekday.sh # 工作日 8:30
0 */4 * * * /path/to/every4hours.sh # 每 4 小时
0 0 1 * * /path/to/monthly.sh # 每月 1 号
0 22 * * 5 /path/to/friday.sh # 每周五 22:00
1.2 crontab 操作
# 编辑当前用户的 crontab
crontab -e
# 查看当前用户的 crontab
crontab -l
# 查看所有用户的 crontab
sudo ls -la /var/spool/cron/crontabs/
# 删除当前用户的 crontab
crontab -r
# 从文件导入 crontab
crontab backup.crontab
# 特定用户的 crontab
sudo crontab -u username -e
1.3 crontab 特殊字符串
| 字符 | 说明 | 等价 |
|---|
@reboot | 系统启动时运行 | - |
@yearly | 每年运行 | 0 0 1 1 * |
@monthly | 每月运行 | 0 0 1 * * |
@weekly | 每周运行 | 0 0 * * 0 |
@daily | 每天运行 | 0 0 * * * |
@hourly | 每小时运行 | 0 * * * * |
1.4 crontab 最佳实践
# 1. 设置环境变量
PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin
MAILTO=user@example.com
SHELL=/bin/bash
# 2. 使用完整路径
0 2 * * * /usr/bin/python3 /home/user/script.py
# 3. 重定向输出
0 2 * * * /path/to/script.sh >> /var/log/script.log 2>&1
# 4. 使用锁防止重复执行
0 * * * * flock -n /tmp/script.lock /path/to/script.sh
第2节：anacron
2.1 anacron 概念
anacron 适用于非 24/7 运行的系统（如笔记本电脑），它会在系统启动时检查错过的任务。
# /etc/anacrontab 格式:
# period delay job-identifier command
1 5 daily-backup /usr/local/bin/backup.sh
7 10 weekly-cleanup /usr/local/bin/cleanup.sh
| 字段 | 说明 |
|---|
period | 执行间隔（天） |
delay | 启动后延迟（分钟） |
job-identifier | 任务标识 |
command | 要执行的命令 |
2.2 anacron 使用
# 手动触发 anacron
sudo anacron -f
# 查看 anacron 状态
sudo anacron -n
# 编辑 anacron 配置
sudo vim /etc/anacrontab
# 查看 anacron 日志
grep anacron /var/log/syslog
第3节：systemd timer
3.1 创建 systemd timer
# /etc/systemd/system/mytask.timer
[Unit]
Description=Run mytask daily
[Timer]
OnCalendar=daily
Persistent=true
RandomizedDelaySec=1800
[Install]
WantedBy=timers.target
3.2 创建对应的服务
# /etc/systemd/system/mytask.service
[Unit]
Description=My daily task
After=network.target
[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/mytask.sh
User=root
StandardOutput=journal
StandardError=journal
3.3 timer 定时选项
| 选项 | 说明 |
|---|
OnCalendar | 按日历时间触发 |
OnBootSec | 启动后延迟 |
OnUnitActiveSec | 上次执行后间隔 |
Persistent | 错过的任务在启动后补执行 |
RandomizedDelaySec | 随机延迟 |
AccuracySec | 时间精度 |
3.4 systemd timer 操作
# 启用 timer
sudo systemctl enable mytask.timer
sudo systemctl start mytask.timer
# 查看 timer 状态
sudo systemctl list-timers
sudo systemctl list-timers --all
# 查看 timer 详情
sudo systemctl status mytask.timer
sudo systemctl cat mytask.timer
# 查看执行历史
sudo journalctl -u mytask.service
# 手动触发
sudo systemctl start mytask.service
第4节：at/batch
4.1 at 一次性任务
# 在指定时间执行任务
echo "/path/to/script.sh" | at 2:00 AM
echo "/path/to/script.sh" | at 10:00 PM tomorrow
echo "/path/to/script.sh" | at noon + 3 days
# 交互式创建
at now + 1 hour
# 输入命令，Ctrl+D 结束
# 查看任务队列
atq
# 删除任务
atrm <job_id>
4.2 batch 批处理
# 在系统负载低时执行
echo "/path/to/heavy_task.sh" | batch
# 查看 batch 队列
atq -b
第5节：日志查看
5.1 cron 日志
# 查看 cron 日志
grep CRON /var/log/syslog
grep CRON /var/log/cron
# 查看特定用户的 cron 日志
grep CRON | grep username
# 使用 journalctl 查看
sudo journalctl -u cron
sudo journalctl -u crond
5.2 systemd timer 日志
# 查看特定服务的日志
sudo journalctl -u mytask.service
# 查看最近的日志
sudo journalctl -u mytask.service -n 50
# 实时查看日志
sudo journalctl -u mytask.service -f
# 按时间范围查看
sudo journalctl -u mytask.service --since "2026-08-22" --until "2026-08-23"
第6节：定时任务对比
| 特性 | crontab | anacron | systemd timer |
|---|
| 适用场景 | 服务器 | 笔记本/桌面 | 现代系统 |
| 最小间隔 | 1 分钟 | 1 天 | 微秒级 |
| 错过任务 | 不补执行 | 启动后补执行 | 可配置 |
| 依赖管理 | 无 | 无 | 支持 |
| 日志集成 | syslog | syslog | journal |
| 资源控制 | 无 | 无 | 支持 |
| 并发控制 | 需手动 | 需手动 | 内置 |
| 配置文件 | /etc/crontab | /etc/anacrontab | .timer + .service |