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Linux systemd 定时任务

哈喽大家好，我是咸鱼。

说到 Linux 定时任务，大家用得最多的就是 crond 服务，但其实 systemd 也有类似的功能。我们不但可以通过 systemd 来管理服务，还能设置定时任务，那就是 systemd timer。

与 crond 相比，systemd 定时任务具有以下优点：

  • 更高的精度：systemd 定时任务可以精确到秒，而 crond 只能精确到分钟。
  • 可以限制资源使用：使用 systemd 定时任务可以设置内存和 CPU 的使用限制，比如最多使用 50% 的 CPU。
  • 更灵活的配置：systemd 定时任务可以通过条件、依赖关系等进行配置，以控制任务的执行。相比之下，crond 的配置相对简单，灵活性较低。

举个例子，假设我们要通过 crond 配置多个大文件的远程备份（使用 scp、rsync 或 ftp 的方式），但由于大文件的网络传输时间不确定，因此下一个文件的备份任务开始时间几乎都是按照经验估计的。

这可能导致上一个任务的网络传输尚未完成，下一个任务已经开始，同时占用网络带宽，然后又启动了下一个任务，形成恶性循环。

而使用 systemd timer 可以建立任务之间的依赖关系，例如在第一个备份任务完成后再启动第二个备份任务，以此类推。

systemd timer 原理

systemd 定时任务基于 systemd 的单元管理器。它使用两种类型的单元来管理定时任务：.timer 单元和 .service 单元。

  • .timer 单元：
    • .timer 单元定义了定时规则，包括启动时间、间隔时间等。
    • 每个 .timer 单元都对应一个或多个关联的 .service 单元。
  • .service 单元：
    • .service 单元定义了要在计时器触发时运行的服务或命令。
    • 当 .timer 触发时，相关联的 .service 单元将被启动。

systemd 定时任务原理是：systemd 定期检查每个 .timer 单元中定义的定时规则，以确定是否触发相应的定时器。一旦定时器触发，systemd 将启动与该定时器关联的 .service 单元，从而执行预定的任务。

在正式介绍 systemd 定时任务之前，我们先要了解什么是单元（unit）

systemd 单元

简单来讲，单元就是 systemd 的最小管理单位，是单个进程的描述。一个个单元相互调用和依赖，组成一个庞大的任务管理系统。

systemd 中的 unit 有很多类型，下面是一些常见的 unit 类型：

  • .service：service 单元，也就是我们常说的系统服务
  • .target：target 单元，其实就是一堆 unit 的集合，比如常见的 multi-user.target
  • .timer：timer 单元，负责定时任务。
  • .slice：slice 单元，负责资源的分配。

每个 unit 都有一个描述文件（unit 负责干什么、怎么干…），它们分散在三个目录。

  • /lib/systemd/system：系统默认的 unit 文件
  • /etc/systemd/system：包含用户自定义的 unit 文件，如果设置了开机自启动，则该目录下的 unit 描述文件会创建一个符号链接。
  • /usr/lib/systemd/system：用户自己定义的 unit 文件，也会包含一些系统默认的 unit 文件

大多数 linux 发行版中 /lib 是 /usr/lib的软链接，所以 1 和 3 其实是同一目录，作用自然应该是相同的。

其实可以简单分成两类：

  • /etc/systemd/system：用户自定义的 unit 文件
  • /usr/lib/systemd/system：系统默认的 unit 文件和用户安装软件的 unit 文件
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# 查看所有 unit
$ systemctl list-unit-files

# 查看所有 Service unit
$ systemctl list-unit-files --type service

# 查看所有 Timer unit
$ systemctl list-unit-files --type timer

关于 systemd unit 相关的内容这里就不细讲了，大家可以看我之前的文章：《systemctl 命令设置开机自启动失败 》

设置 systemd 定时任务

有一个检查 https 证书是否过期的脚本 check_https.sh，我们现在需要系统定期执行这个脚本，除此之外，系统在开机之后也会执行这个脚本。

首先创建一个 service unit

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[root@localhost ~]# cat /usr/lib/systemd/system/check-https.service
[Unit]
Description=check https certificates

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=check_https.sh

[Install]
WantedBy=multi-user.target

Type=oneshot 表示 service 以一次性（Oneshot）方式运行。这意味着当启动 service 时，它将执行一次，并在完成后退出。

然后我们创建一个 timer unit

Service unit 只是定义了如何执行任务，要定时执行这个 Service，还必须定义 Timer unit

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[root@localhost ~]# cat /usr/lib/systemd/system/check-https.timer
[Unit]
Description=Runs check https every day

[Timer]
OnUnitActiveSec=24h
Unit=check-https.service

[Install]
WantedBy=multi-user.target

我们着重来看下 [Timer] 部分：

  • OnActiveSec：定时任务生效后，多少时间开始执行任务
  • OnBootSec：系统启动后，多少时间开始执行任务
  • OnStartupSec：Systemd 进程启动后，多少时间开始执行任务
  • OnUnitActiveSec：该 unit 上次执行后，等多少时间再次执行
  • OnUnitInactiveSec： 定时任务上次关闭后多少时间，再次执行
  • OnCalendar：基于绝对时间，而不是相对时间执行
  • AccuracySec：如果因为各种原因，任务必须推迟执行，推迟的最大秒数，默认是60秒
  • Unit：真正要执行的任务，默认是同名的带有.service 后缀的 unit
  • Persistent：如果设置了该字段，即使定时任务到时没有启动，也会自动执行相应的 unit
  • WakeSystem：如果系统休眠，是否自动唤醒系统

上面的 timer 文件里，OnUnitActiveSec=24h 表示 24 小时执行一次任务。

下面是其他的写法：

1、在系统启动 15 分钟后执行，并在系统运行时，每周执行一次

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[Timer]
OnBootSec=15min
OnUnitActiveSec=1w
Unit=check-https.service

2、每周周一执行，如果到时定时任务没有启动，会立即执行

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[Timer]
OnCalendar=weekly
Persistent=true
Unit=check-https.service

3、每周日凌晨三点执行（时间格式：Year-Month-Day Hour:Minute:Second）

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[Timer]
OnCalendar=Sun *-*-* 03:00:00
Unit=check-https.service

官方文档：https://www.freedesktop.org/software/systemd/man/latest/systemd.time.html

然后我们启动这个定时任务，并设置开机自启动

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# 重新加载配置
systemctl  daemon-reload

systemctl start check-https.timer

systemctl enable check-https.timer

其他一些定时任务命令：

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# 查看所有正在运行的定时任务
systemctl list-timers

# 关闭定时任务
systemctl stop check-https.timer

# 查看定时任务状态
systemctl status check-https.timer