關於 Linux 下的 crontab，你不知道的那些知識點

實際工作中，crontab 出現的問題是多種多樣的，下面就深入介紹下 crontab 在具體工作中容易出現的問題和解決問題的辦法。

一、crontab 能幹啥

crond 是 linux 下用來週期性的執行某種任務或等待處理某些事件的一個守護進程，與 windows 下的計劃任務類似，當安裝完成操作系統後，默認會安裝此服務工具，並且會自動啓動 crond 進程，crond 進程每分鐘會定期檢查是否有要執行的任務，如果有要執行的任務，則自動執行該任務。

Linux 下的任務調度分爲兩類，系統任務調度和用戶任務調度。

系統任務調度：系統週期性所要執行的工作，比如寫緩存數據到硬盤、日誌清理等。

用戶任務調度：用戶定期要執行的工作，比如用戶數據備份、定時郵件提醒等。用戶可以使用 crontab 工具來定製自己的計劃任務。所有用戶定義的 crontab 文件都被保存在 /var/spool/cron 目錄中。其文件名與用戶名一致。

關於 crontab 的用途，在企業實際應用中非常廣泛，常見的有定時數據備份、定時系統檢測、定時數據收集、定時更新配置、定時生成報表等等。

二、crontab 應用實例

1、crontab 使用格式

crontab 常用的使用格式有如下兩種：

crontab [-u user] [file]
crontab [-u user] [-e|-l|-r |-i]

選項含義如下：

• -u user：用來設定某個用戶的 crontab 服務，例如，“-u ixdba” 表示設定 ixdba 用戶的 crontab 服務，此參數一般有 root 用戶來運行。

• file：file 是命令文件的名字, 表示將 file 做爲 crontab 的任務列表文件並載入 crontab。如果在命令行中沒有指定這個文件，crontab 命令將接受標準輸入（鍵盤）上鍵入的命令，並將它們載入 crontab。

• -e：編輯某個用戶的 crontab 文件內容。如果不指定用戶，則表示編輯當前用戶的 crontab 文件。

• -l：顯示某個用戶的 crontab 文件內容，如果不指定用戶，則表示顯示當前用戶的 crontab 文件內容。

• -r：從 / var/spool/cron 目錄中刪除某個用戶的 crontab 文件，如果不指定用戶，則默認刪除當前用戶的 crontab 文件。

• -i：在刪除用戶的 crontab 文件時給確認提示。

2、crontab 文件語法

用戶所建立的 crontab 文件中，每一行都代表一項任務，每行的每個字段代表一項設置，它的格式共分爲六個字段，前五段是時間設定段，第六段是要執行的命令段，格式如下：

minute hour day month week command

其中：

• ? minute：表示分鐘，可以是從 0 到 59 之間的任何整數。

• ? hour：表示小時，可以是從 0 到 23 之間的任何整數。

• ? day：表示日期，可以是從 1 到 31 之間的任何整數。

• ? month：表示月份，可以是從 1 到 12 之間的任何整數。

• ? week：表示星期幾，可以是從 0 到 7 之間的任何整數，這裏的 0 或 7 代表星期日。

• ? command：要執行的命令，可以是系統命令，也可以是自己編寫的腳本文件。

在以上各個字段中，還可以使用以下特殊字符：

• ? 星號（）：代表所有可能的值，例如 month 字段如果是星號，則表示在滿足其它字段的制約條件後每月都執行該命令操作。

• ? 逗號（,）：可以用逗號隔開的值指定一個列表範圍，例如，“1,2,5,7,8,9”

• ? 中槓（-）：可以用整數之間的中槓表示一個整數範圍，例如 “2-6” 表示“2,3,4,5,6”

• ? 正斜線（/）：可以用正斜線指定時間的間隔頻率，例如 “0-23/2” 表示每兩小時執行一次。同時正斜線可以和星號一起使用，例如 / 10，如果用在 minute 字段，表示每十分鐘執行一次。

3、幾個 crontab 例子

0 /3 /usr/local/apache2/apachectl restart

表示每隔 3 個小時重啓 apache 服務一次。

30 3 6 /webdata/bin/backup.sh

表示每週六的 3 點 30 分執行 / webdata/bin/backup.sh 腳本的操作。

0 0 1,20 fsck /dev/sdb8

表示每個月的 1 號和 20 號檢查 / dev/sdb8 磁盤設備。

10 5 /5 * echo "">/usr/local/apache2/log/access_log

表示每個月的 5 號、10 號、15 號、20 號、25 號、30 號的 5 點 10 分執行清理 apache 日誌操作。

三、系統級任務調度 / etc/crontab

在 / etc 目錄下有一個 crontab 文件，這個就是系統任務調度的配置文件。

/etc/crontab 文件包括下面幾行：

SHELL=/bin/bash
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root
HOME=/
# run-parts
01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly
02 4 * * * root run-parts /etc/cron.daily
22 4 * * 0 root run-parts /etc/cron.weekly
42 4 1 * * root run-parts /etc/cron.monthly

從上面的示例文件可看出，crontab 的任務列表主要由兩部分組成：環境變量配置與定時任務配置。可能大家在工作中更多是隻用到了任務配置部分。

前四行是用來配置 crond 任務運行的環境變量，第一行 SHELL 變量指定了系統要使用哪個 shell，這裏是 bash，第二行 PATH 變量指定了系統執行命令的路徑，第三行 MAILTO 變量指定了 crond 的任務執行信息將通過電子郵件發送給 root 用戶，如果 MAILTO 變量的值爲空，則表示不發送任務執行信息給用戶，第四行的 HOME 變量指定了在執行命令或者腳本時使用的主目錄。第六至九行就是 crontab 執行格式的具體寫法。

四、crontab 調試解析神器

通常在使用 crontab 添加任務時，我們會依靠自己已有知識編寫定時語句。當需要測試語句是否正確時，還需要在服務器上不斷調試，，這種方式太不高效了。有沒有一款工具，只要我們給出語句，就能告訴具體執行時間以及對錯呢？還真有，下面介紹一款老外開發的 crontab 在線解析工具。

工具地址：https://crontab.guru

給出這個工具的截圖如下：

五、crontab 使用的各種坑

1、環境變量問題

當我們剛使用 crontab 時，運維老鳥們一般會告知所有命令儘量都使用絕對路徑，以防錯誤。這是爲什麼？這就和我們下面要談的環境變量有關了。

首先，獲取 shell 終端環境變量，內容如下：

[root@SparkWorker1 dylogs]# env
XDG_SESSION_ID=1629
HOSTNAME=SparkWorker1
TERM=linux
SHELL=/bin/bash
HISTSIZE=1000
SSH_CLIENT=172.16.213.132 50080 22
HADOOP_PREFIX=/opt/hadoop/current
CATALINA_BASE=/opt/hadoop/current/share/hadoop/httpfs/tomcat
SSH_TTY=/dev/pts/1
QT_GRAPHICSSYSTEM_CHECKED=1
USER=root
MAIL=/var/spool/mail/root
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/java/default/bin:/opt/hadoop/current/bin:/opt/hadoop/current/sbin:/root/bin
PWD=/data/dylogs
LANG=zh_CN.UTF-8
HOME=/root

要獲取 crontab 環境變量信息，可以設置如下計劃任務：

* * * * * /usr/bin/env > /tmp/env.txt

等待片刻，env.txt 輸出內容如下：

[root@SparkWorker1 dylogs]# cat /tmp/env.txt
XDG_SESSION_ID=1729
SHELL=/bin/sh
USER=root
PATH=/usr/bin:/bin
PWD=/root
LANG=zh_CN.UTF-8
SHLVL=1
HOME=/root
LOGNAME=root
XDG_RUNTIME_DIR=/run/user/0
_=/usr/bin/env

從上面輸出結果可知，shell 命令行的 PATH 值爲

PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/usr/java/default/bin:/opt/hadoop/current/bin:/opt/hadoop/current/sbin:/root/bin

而 crontab 中的 PATH 值爲：

PATH=/usr/bin:/bin

對比 crontab 環境變量與 shell 終端環境變量的輸出，可以發現兩者的差異很大。大家可能遇到過，在 shell 命令行執行腳本都沒有問題，而放到 crontab 後卻執行異常，或者執行失敗，此時，我們就需要考慮是否命令涉及的環境變量在 crontab 和 shell 命令行間存在差異。

例如，我們在 crontab 中執行了如下定時任務：

20 16 * * * php autosave.php

而如果我們的 php 是安裝在 / usr/local/bin / 目錄下的話，那麼上面這個定時任務由於無法找到 php 命令，會運行失敗。

那麼，知道了環境變量問題，可能導致計劃任務無法正常執行，怎麼才能避免這個問題呢，這個交給大家一個終極大招，可以在 crontab 中加入如下配置，保證你的計劃任務執行不會出現環境變量問題：

* * * * * source /$HOME/.bash_profile && command

這個其實是在執行計劃任務命令之前，先加載了用戶環境變量信息，由此可保證所有環境變量都可正常加載。

2、定時時間配置誤區

時間是 crontab 的核心，稍微配置不當，就會出現問題，先看在整點時間設置時可能出現的錯誤，例如，設定每天 2 點執行一次任務，很多朋友可能這麼寫過：

* 2 * * * command

很明顯，這個時間寫法是錯誤的，當我們聽到每天 2 點執行一次某任務時，很多人會把重點放在 2 點，而忽略了執行一次的需求。上面這個定時任務他會在 2 點開始執行，每分鐘執行一次，總共執行 60 次。

正確的寫法應該是這樣的：

0 2 * * * command

這個才表示每天 2 點 0 分執行 command 對應的任務。

3、特殊符號 % 問題

% 在 crontab 中是特殊符號，具體含義如下：

第一個 % 表示標準輸入的開始，其餘 % 表示換行符，看下面兩個例子：

* * * * * cat >> /tmp/cat.txt 2>&1 % stdin out

查看 / tmp/cat.txt 的內容爲：

stdin out

再看下面這個例子：

* * * * * cat >> /tmp/cat1.txt 2>&1 % stdin out 1 % stdin out 2 % stdin out 3

查看 /tmp/cat1.txt 的內容如下：

stdin out 1
stdin out 2
stdin out 3

有輸出內容可知，第一個 % 表示標準輸入的開始，其餘 % 表示換行符。

既然 "%" 是特殊字符, 那麼在 crontab 中使用時，就要特別注意，怎麼使用這些特殊字符呢，很明顯，使用轉移字符即可，例如：

* * * * * cat >> /tmp/cat2.txt 2>&1 % Special character escape \%.

查看輸出 / tmp/cat2.txt 輸出內容如下：

Special character escape %.

可以看到，執行成功了，併成功避開這個坑了。

4、關於 crontab 的輸出重定向

在 crontab 執行的計劃任務中，有些任務如果不做輸出重定向，那麼原本會輸出到屏幕的信息，會以郵件的形式輸出到某個文件中，例如，執行下面這個計劃任務：

* * * * * /bin/date

這個計劃任務是沒有做輸出重定向的，他的主要用途是輸出時間，由於沒有配置輸出重定向，那麼這個時間信息默認將以郵件的形式輸出到/var/spool/mail/$USER（這個$USER對應的是系統用戶，這裏是 root 用戶）文件中，大致內容如下：

From root@SparkWorker1.localdomain Fri Sep 21 12:58:02 2022
Return-Path: <root@SparkWorker1.localdomain>
X-Original-To: root
Delivered-To: root@SparkWorker1.localdomain
Received: by SparkWorker1.localdomain (Postfix, from userid 0)
id F2745192AE; Fri, 21 Sep 2022 12:58:01 +0800 (CST)
From: "(Cron Daemon)" <root@SparkWorker1.localdomain>
To: root@SparkWorker1.localdomain
Subject: Cron <root@SparkWorker1> /bin/date
Content-Type: text/plain; charset=UTF-8
Auto-Submitted: auto-generated
Precedence: bulk
X-Cron-Env: <XDG_SESSION_ID=1820>
X-Cron-Env: <XDG_RUNTIME_DIR=/run/user/0>
X-Cron-Env: <LANG=zh_CN.UTF-8>
X-Cron-Env: <SHELL=/bin/sh>
X-Cron-Env: <HOME=/root>
X-Cron-Env: <PATH=/usr/bin:/bin>
X-Cron-Env: <LOGNAME=root>
X-Cron-Env: <USER=root>
Message-Id: <20220921045801.F2745192AE@SparkWorker1.localdomain>
Date: Fri, 21 Sep 2022 12:58:01 +0800 (CST)
2022年 09月 21日 星期五 12:58:01 CST

由此可見，輸出內容還是很多的，如遇到任務有大量輸出的話，會佔用大量磁盤空間，顯然，這個郵件輸出最好關閉，怎麼關閉呢，只需設置 MAILTO 環境變量爲空即可，上面的計劃任務，可做如下修改：

MAILTO=""
* * * * * /bin/date

這樣，就不會發郵件信息到 / var/spool/mail/$USER 下了，但是問題並沒有徹底解決，關閉 mail 功能後，輸出內容將繼續寫入到 / var/spool/clientmqueue 中，長期下去，可能佔滿分區的 inode 資源，導致任務無法執行。

爲了避免此類問題發生，建議任務都加上輸出重定向，例如，可以在 crontab 文件中設置如下形式，忽略日誌輸出：

0 */3 * * * /usr/local/apache2/apachectl restart >/dev/null 2>&1

其中，“/dev/null 2>&1” 表示先將標準輸出重定向到 / dev/null，然後將標準錯誤重定向到標準輸出，由於標準輸出已經重定向到了 / dev/null，因此標準錯誤也會重定向到 / dev/null，這樣日誌輸出問題就解決了。

5、調試 crontab 問題的一般思路

要解決 crontab 相關異常問題，可按照如下思路進行調試：

（1）通過 / var/log/cron 日誌確認任務是否執行

（2）如未執行則分析定時語句，是否是環境變量問題、特殊字符問題、時間配置問題、權限問題等。

（3）確認 crond 服務開啓，如果定時語句也正確，檢查 crond 服務是否開啓。

Systemd 方式 (centos7 及以上)

[root@SparkWorker1 spool]# systemctl status crond.service

SysVinit 方式 (centos7 以下)

[root@SparkWorker1 spool]# service crond status

（4）確認定時任務中命令是否執行成功

這個問題可通過輸出獲取錯誤信息進行調試，方法就是利用重定向獲取輸出，然後進行分析。舉例如下：

* * * * * python /usr/local/dyserver/dypos.py >> /tmp/dypos.log 2>&1

通過加上 “/tmp/dypos.log 2>&1”，就可以很快定位問題，因爲這個 dypos.py 腳本在執行的時候會把錯誤信息都輸出到 dypos.log 中，接着查看 dypos.log 文件，問題一目瞭然：

[root@SparkWorker1 spool]# cat /tmp/dypos.log
/bin/sh: python: 未找到命令
/bin/sh: python: 未找到命令

顯示 python 命令沒有找到，很明顯的就可以確定是環境變量的問題。這種方式定位問題非常有效。

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