第28章：定时任务
第二十八章：定时任务
你有没有过这种需求：
- 每天凌晨3点自动备份数据库
- 每周一早上9点发送周报
- 每个月1号清理一次过期文件
这些定时自动执行的任务，在Linux里叫定时任务（Cron Job）。
这一章，让我们学会给Linux安排"日程表"！
28.1 什么是定时任务？自动执行的任务
定时任务就是"到点就自动执行的任务"，不需要你手动触发。
想象一下：
- 你雇了一个保姆，每天早上8点自动给你做早餐——这就是定时任务
- 你设置了一个闹钟，每天早上7点响——这也是一种定时任务
在Linux里，最常用的定时任务工具是cron，它会在指定的时间自动运行你安排好的命令。
28.2 cron 定时任务：系统自带定时任务
28.2.1 cron 服务
cron是一个守护进程（服务），它一直在后台运行，每分钟检查一次是否有任务要执行。
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| # 检查cron服务状态
systemctl status cron
# 或者
systemctl status crond
# 输出大概是：
# ● cron.service - Regular background program processing daemon
# Loaded: loaded (/lib/systemd/system/cron.service; enabled)
# Active: active (running) since Mon 2026-03-23 10:00:00 CST; 2h 30min ago
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28.2.2 crond 守护进程
cron的守护进程叫crond，它会：
- 每分钟被唤醒一次
- 检查任务调度表（crontab）
- 执行到点的任务
- 继续睡眠
graph LR
A["crond守护进程"] --> B["每分钟检查一次"]
B --> C["有任务到点？"]
C --> D["执行任务"]
C --> E["没有到点的任务"]
D --> F["返回睡眠"]
E --> F
style A fill:#ff6b6b
style D fill:#51cf66
28.3 crontab 命令：用户定时任务
28.3.1 crontab -e：编辑
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| # 编辑当前用户的crontab
crontab -e
# 第一次运行会让你选择编辑器
# 推荐选择nano（简单）或vim（功能强大）
# 选择后，以后都会用这个编辑器打开crontab
# 如果没有crontab，先安装
sudo apt install cron # Debian/Ubuntu
sudo yum install cronie # RHEL/CentOS
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执行后会打开编辑器，每一行是一个定时任务，格式是：
分 时 日 月 周 命令
28.3.2 crontab -l：查看
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| # 查看当前用户的crontab
crontab -l
# 输出大概是：
# # m h dom mon dow command
# 0 3 * * * /usr/bin/backup.sh
# 30 9 * * 1 /usr/bin/send-report.sh
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| # 查看其他用户的crontab（需要root）
sudo crontab -u longx -l
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28.3.3 crontab -r：删除
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| # 删除当前用户的所有crontab任务
crontab -r
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| # 想让它先问一句？加 -i（interactive）
crontab -i -r
# crontab: really delete longx's crontab? (y/n)
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🚨 crontab -r 是本章最危险的命令，没有之一。它不会问你任何问题，敲下回车，当前用户的所有定时任务立刻消失，而且没有回收站、无法撤销。老资料里常见的 crontab -r -f 更是张冠李戴——crontab 根本没有 -f 选项，-f 是 rm 的参数。
好习惯是：改 crontab 之前先备份。
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| crontab -l > ~/crontab.backup.$(date +%F) # 先备份
crontab -e # 再编辑
crontab ~/crontab.backup.2026-03-23 # 出错时从备份恢复
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28.3.4 crontab -u 用户：指定用户
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| # 编辑指定用户的crontab（需要root）
sudo crontab -u longx -e
# 查看指定用户的crontab
sudo crontab -u longx -l
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28.4 cron 表达式
cron表达式就是定时任务的"时间表"，告诉cron什么时候执行任务。
28.4.1 * * * * *：分 时 日 月 周
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| # cron表达式格式：
# ┌───────────── 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
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| 字段 | 范围 | 特殊字符 |
|---|
| 分钟 | 0-59 | * , - / |
| 小时 | 0-23 | * , - / |
| 日 | 1-31 | * , - / |
| 月 | 1-12 | * , - / |
| 周 | 0-7 | * , - / |
特殊字符：
*（星号）：代表"每一"（每分钟、每小时、每天等）,（逗号）：列表，如1,3,5表示1点、3点、5点-（减号）：范围，如1-5表示1点到5点/（斜杠）：间隔，如*/5表示每5个单位
28.4.2 0 * * * *：每小时
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| # 每小时的第0分钟执行（比如1:00、2:00、3:00...）
0 * * * * /usr/bin/backup-hourly.sh
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28.4.3 0 0 * * *：每天
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| # 每天午夜0点执行（也就是"每天"）
0 0 * * * /usr/bin/daily-backup.sh
# 每天早上8点执行
0 8 * * * /usr/bin/morning-task.sh
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28.4.4 0 0 * * 0：每周
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| # 每周日（周日是0或7）午夜执行
0 0 * * 0 /usr/bin/weekly-cleanup.sh
# 每周一早上9点执行
0 9 * * 1 /usr/bin/send-weekly-report.sh
# 工作日每天执行
0 9 * * 1-5 /usr/bin/workday-task.sh
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28.4.5 0 0 1 * *：每月
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| # 每月1号午夜执行
0 0 1 * * /usr/bin/monthly-report.sh
# 每月15号下午3点执行
0 15 15 * * /usr/bin/mid-month-task.sh
# 每季度第一天执行
0 0 1 1,4,7,10 * /usr/bin/quarterly-task.sh
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📊 cron表达式速查表
graph LR
A["0 3 * * *"] --> A2["每天凌晨 3:00"]
B["0 9 * * 1-5"] --> B2["工作日早上 9:00"]
C["0 0 1 * *"] --> C2["每月 1 号 0:00"]
D["*/5 * * * *"] --> D2["每 5 分钟一次"]
E["30 4 1,15 * *"] --> E2["每月 1 号和 15 号的 4:30"]
style A fill:#ff6b6b,color:#fff
style B fill:#4ecdc4,color:#000
style C fill:#45b7d1,color:#fff
style D fill:#51cf66,color:#000
style E fill:#ffd43b,color:#000| 表达式 | 含义 |
|---|
* * * * * | 每分钟 |
0 * * * * | 每小时 |
0 0 * * * | 每天午夜 |
0 9 * * 1-5 | 工作日早上9点 |
0 0 * * 0 | 每周日 |
0 0 1 * * | 每月1号 |
*/15 * * * * | 每15分钟 |
0 */2 * * * | 每2小时 |
30 4 1,15 * * | 每月1号和15号凌晨4:30 |
28.5 系统定时任务：/etc/cron.d/
除了用户crontab，Linux还有系统级的定时任务目录。
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| # 查看系统cron.d目录
ls -la /etc/cron.d/
# 输出：
# total 16
# drwxr-xr-x 2 root root 4096 Mar 23 10:00 .
# drwxr-xr-x 10 root root 4096 Mar 23 10:00 ..
# -rw-r--r-- 1 root root 220 Mar 23 10:00 anacron
# -rw-r--r-- 1 root root 395 Mar 23 10:00 sysstat
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| # 系统cron.d文件的格式和用户crontab稍有不同
# 多了一个用户名字段
cat /etc/cron.d/sysstat
# 输出：
# # Run system activity accounting tool every 10 minutes
# */10 * * * * root cd /usr/lib/sa && /usr/lib/sa/sa1 1 1
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28.6 系统定时目录
Linux预定义了几个定时目录，方便你放置脚本。
28.6.1 /etc/cron.daily/：每天
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| # 每天凌晨会自动执行这个目录里的脚本
# 通常是凌晨3点到6点之间随机执行
ls /etc/cron.daily/
# 输出：
# apt-compat man-db systemd-logrotate
# 如果你想让自己的脚本每天执行，放到这！
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| # 创建一个每天执行的脚本
sudo bash -c 'cat > /etc/cron.daily/my-daily-task.sh << EOF
#!/bin/bash
# 每天早上7点执行的任务
echo "每天早上好！" >> /var/log/daily.log
EOF'
sudo chmod +x /etc/cron.daily/my-daily-task.sh
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28.6.2 /etc/cron.hourly/：每小时
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| # 每小时执行这个目录里的脚本
ls /etc/cron.hourly/
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28.6.3 /etc/cron.weekly/：每周
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| # 每周执行这个目录里的脚本
ls /etc/cron.weekly/
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28.6.4 /etc/cron.monthly/：每月
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| # 每月执行这个目录里的脚本
ls /etc/cron.monthly/
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说明
这些目录里的脚本需要是可执行的（chmod +x），并且要有shebang（#!/bin/bash）。
28.7 at 命令：延时执行一次任务
at是用来执行一次性任务的，和cron的"重复执行"不同。
28.7.1 at 时间：安排任务
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| # 安装at（如果没有）
sudo apt install at
# 启动at服务
sudo systemctl enable --now atd
# 安排一个任务，3分钟后执行
at now + 3 minutes
# 进入at交互界面
# at> echo "Hello from at!" >> /tmp/at-test.log
# at> 按Ctrl+D保存
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| # at支持的时间格式很灵活
at 14:30 # 今天下午2:30
at 14:30 today # 今天下午2:30
at 14:30 tomorrow # 明天下午2:30（14:30 就是 24 小时制的下午 2 点半）
at noon # 中午12:00
at midnight # 午夜
at now + 1 hour # 1小时后
at now + 3 days # 3天后的这个时间
at 3pm + 2 days # 2天后下午3点
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28.7.2 at -l：查看
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| # 查看待执行的at任务
at -l
# 输出：
# 1 Mon Mar 23 15:30:00 2026 a longx
# 2 Tue Mar 24 10:00:00 2026 a longx
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28.7.3 atrm 编号：删除
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| # 删除编号为1的at任务
atrm 1
# 查看确认
at -l
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28.8 anacron 非实时定时
anacron是用来执行非实时定时任务的工具。
cron的问题是：如果电脑在任务该执行的时候关机了，cron不会补上这个任务。anacron就是来解决这个问题的。
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| # anacron的特点：
# 1. 如果任务该执行时电脑关机了，开机后会补上
# 2. 不要求精确的时间，只保证"每天/每周/每月至少执行一次"
# 查看anacron配置
cat /etc/anacrontab
# 输出：
# # /etc/anacrontab: configuration file for anacron
# SHELL=/bin/sh
# PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
# 1 5 cron.daily run-parts /etc/cron.daily
# 7 10 cron.weekly run-parts /etc/cron.weekly
# @monthly 15 cron.monthly run-parts /etc/cron.monthly
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| 字段 | 含义 |
|---|
| 周期 | 多少天执行一次 |
| 延迟 | 开机后延迟多少分钟执行 |
| 任务标识 | 任务的名字 |
| 命令 | 要执行的命令 |
28.9 systemd timer：systemd 定时任务
除了cron，Systemd也有自己的定时任务功能——systemd timer。
28.9.1 .service 单元：定义"要做什么"
systemd 的定时任务由两个文件配对组成：.service 说明"干什么"，.timer 说明"什么时候干"。先写 service：
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| # 创建一个定时任务：每5分钟执行一次
# 1. 创建.service文件
sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/my-timer-task.service << EOF
[Unit]
Description=My Timer Task Service
[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/my-task.sh
EOF'
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28.9.2 .timer 单元：定义"什么时候做"
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| # 2. 创建.timer文件
sudo bash -c 'cat > /etc/systemd/system/my-timer.timer << EOF
[Unit]
Description=My Timer Timer
Requires=my-timer-task.service
[Timer]
OnBootSec=5min # 启动5分钟后第一次执行
OnUnitActiveSec=5min # 之后每5分钟执行一次
Unit=my-timer-task.service
[Install]
WantedBy=timers.target
EOF'
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| # 3. 启用定时器
sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl enable --now my-timer.timer
# 4. 查看定时器状态
systemctl list-timers
# 输出：
# NEXT LEFT LAST PASSED UNIT
# Mon 2026-03-23 15:05:00 4min 55s Mon 2026-03-23 15:00:00 4s my-timer.timer
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| # 常用timer选项
[Timer]
OnBootSec=5min # 开机5分钟后执行
OnUnitActiveSec=1hour # 每小时执行一次
OnCalendar=*:0/5 # 每5分钟（和cron的 */5 一样）
OnCalendar=daily # 每天
OnCalendar=weekly # 每周
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28.10 cron 的"经典翻车现场"
“脚本手动跑没问题，一放进 crontab 就不干活”——这是运维新手最常见的困扰。原因基本跑不出下面这几条。
28.10.1 环境变量不一样：PATH 是头号杀手
cron 执行任务时用的是一套极简环境，它不会读你的 .bashrc、.profile，PATH 通常只有 /usr/bin:/bin。所以你在终端里能跑的 node、docker、python3，到了 cron 里可能直接 “command not found”。
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| # ❌ 危险写法：依赖 PATH
yunying-task deploy
# ✅ 写法一：全部用绝对路径
/usr/local/bin/yunying-task deploy
# ✅ 写法二：在 crontab 顶部显式声明环境（crontab 支持这种"变量赋值行"）
SHELL=/bin/bash
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
MAILTO=me@example.com
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调试技巧：如果怀疑是环境问题，先让 cron 把环境"打印"出来看看——
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| * * * * * env > /tmp/cron-env.txt
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一分钟后打开 /tmp/cron-env.txt，和你在终端里 env 的结果对比，差异一目了然。
28.10.2 命令里的 % 要转义
cron 把 % 当成特殊字符：第一个未转义的 % 之后的内容会被当作"标准输入"，而不是命令的一部分。所以带 % 的命令（比如 date +%F）必须写成 \%。
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| # ❌ 错误：后面的内容被当成 stdin
0 3 * * * tar -czf /backup/log-$(date +%F).tar.gz /var/log
# ✅ 正确：% 前面加反斜杠
0 3 * * * tar -czf /backup/log-$(date +\%F).tar.gz /var/log
# ✅ 更省心的写法：把逻辑放进脚本里，crontab 只负责调用脚本
0 3 * * * /usr/local/bin/backup-logs.sh
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28.10.3 没有日志，等于盲飞
cron 默认会把命令的标准输出和错误通过邮件发给用户；如果机器没配邮件服务，这些输出就石沉大海。规范做法是自己重定向到日志文件：
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| # 把 stdout 和 stderr 都追加到日志（注意 2>&1 要在 >> 之后）
0 3 * * * /usr/local/bin/backup.sh >> /var/log/backup.log 2>&1
# 什么都不想要？丢进黑洞（但强烈建议至少留 stderr）
0 3 * * * /usr/local/bin/backup.sh > /dev/null 2>&1
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但要注意：日志文件会一直长大。要么用 logrotate 管理它，要么在脚本里自己控制大小，否则某天日志把磁盘写满，又是一场事故。
28.10.4 任务重叠：上一次还没跑完，下一次又开始了
如果任务耗时超过间隔（比如每 5 分钟一次，但脚本要跑 20 分钟），你会同时跑起好几个实例，互相抢资源、抢锁、写坏数据。用 flock 加把锁：
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| # -n 表示"拿不到锁就直接退出"，绝不排队堆积
*/5 * * * * /usr/bin/flock -n /tmp/backup.lock /usr/local/bin/backup.sh >> /var/log/backup.log 2>&1
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28.10.5 其他容易忽略的点
| 现象 | 原因 |
|---|
| 每月 31 号的任务有时不执行 | 2 月、4 月没有 31 号。写"每月最后一天"应该用 28-31 配合脚本内部判断 |
| 任务是"日"和"周"同时限定时行为诡异 | cron 对 日 和 周 两个字段的匹配是**“或”关系（5 4 1 * 1 表示"每月 1 号或**每周一"），不是"并且"。不确定就别同时写 |
| 整点任务全挤在一起 | 大量任务都写 0 * * * *，整点机器负载飙升。错峰一下，比如写成 7 * * * *、23 * * * * |
| 夏令时切换时任务重复/跳过 | 以系统时区为准。重要任务尽量避开切换时刻（凌晨 2~3 点） |
| 改完 crontab 不生效 | crontab -e 保存即生效，不需要重启服务；但如果改的是 /etc/cron.d/ 下的文件，注意文件末尾必须留一个空行，否则最后一行任务会被忽略 |
一句话总结：crontab 里只放"一行调用脚本"最省事，把复杂的逻辑、环境准备、日志处理、加锁都写进脚本本身。脚本能手动跑通，再放进 cron，成功率会高得多。
本章小结
本章我们学习了Linux定时任务：
🔑 核心知识点
cron定时任务：
- crond是守护进程，每分钟检查一次
crontab -e编辑任务crontab -l查看任务
cron表达式：
- 格式：
分 时 日 月 周 命令 *每一，,列表，-范围，/间隔
系统定时目录：
/etc/cron.daily/：每天/etc/cron.hourly/：每小时/etc/cron.weekly/：每周/etc/cron.monthly/：每月
一次性任务：
at命令安排一次性的延时任务at -l查看atrm删除
Systemd定时器：
.timer单元配.service单元- 比cron更现代，功能更强大
💡 记住这个原则
重复任务用cron，一次任务用at。 cron负责日常自动化，at负责临时延时任务。