Crontab使用完全指南

文章目录
  1. 1. Cron简介
  2. 2. crontab文件
    1. 2.1. crontab语法分析
    2. 2.2. Crontab标准值和非标准值
      1. 2.2.1. 范围
      2. 2.2.2. 列表
      3. 2.2.3. 步长
      4. 2.2.4. 日期单词
      5. 2.2.5. 预定义字符串
    3. 2.3. 在同一个cron作业执行多个命令
    4. 2.4. 环境变量
    5. 2.5. 处理不同时区
  3. 3. Cron怎么解析Crontab文件的？
  4. 4. Cron权限
  5. 5. 重定向输出
    1. 5.1. 重定向文件或标准输入输出文件
    2. 5.2. 重定向输出到邮件
  6. 6. Cron任务防止重叠
    1. 6.1. 使用Flock
    2. 6.2. 在脚本中使用锁定机制(Locking Mechanism)
  7. 7. 故障快速排除
    1. 7.1. 命令应使用绝对路径
    2. 7.2. 确保Cron守护进程正在运行
    3. 7.3. 检查/etc/cron.allow和/etc/cron.deny文件
    4. 7.4. 脚本应有执行的权限
    5. 7.5. crontab文件最后至少要有一个空行

最近看了《Better PHP Development》一书，里面第6章专门讲了crontab使用指南，事无巨细，几乎涉及到crontab用法的方方面面。一直以为以为自己对crontab用法非常熟悉了，看完之后才发现有些地方之前确实不知道。现把书中重要内容记录到博客中，以便后续查阅。

Cron简介

cron是类Unix操作系统中基于时间的作业调度器，它会在未来某个时刻触发某些任务。这个名字源于希腊语“χρόνος”( chronos )，意思是时间。由于crontab命令是使用cron时候最常用的命令，所以我们通常会说crontab，其实也就是cron。

如果我们查看/etc目录，我们可以看到cron.hourly, cron.daily, cron.weekly 和cron.monthly这样的目录，每个目录都对应于特定的执行频率。比如cron.hourly目录下面的脚本会按照每小时来执行。安排任务的一种方式是将脚本放在相对应的目录中。例如，为了每天运行db_backup.php，我们将它放在cron.daily中。若没有这个目录，我们需要手动创建cron.daily。

在cron.daily目录下面我们可以看见logrotate,它用来切割日志；sendmail,用来发送邮件。

crontab文件

cron使用名为crontab文件的特殊配置文件，其中包含要完成的作业列表。Crontab代表Cron表。crontab文件中的每一行都称为cron作业（也可以称为cron任务），类似于一组由空格字符分隔的列。每行指定某个命令或脚本的执行时间和频率。 在crontab文件中，以#开头的行被视为注释，空行或以#、空格或制表符开头的行将被忽略。

下面是一个crontab文件的列子：

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0 0 * * *  /var/www/sites/db_backup.sh

第一部分0 0 * * *是cron表达式，它指定了执行的频率。上面的cron作业将每天运行一次。

crontab文件的编辑命令如下：

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crontab -e

如果第一次使用时候没有crontab文件，这条命令会先创建crontab文件。

crontab文件在Ubuntu系统中默认存放在/var/spool/cron/crontabs,文件名是当前用户名称。比如执行crontab -e的命令的用户vagrant,则crontab文件是/var/spool/cron/crontabs/vagrant。在Centos系统默认存放目录是/var/spool/cron。

查看当前用户cron作业命令如下：

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crontab -l

如果想查看非当前用户的cron作业，需要以root身份或者sudo提权，比如用户user1

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sudo crontab -u user1 -l

若是root用户的-u选项可不要

编辑其它用户的crontab文件，跟查看命令类似，需要-u选项来指定用户

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sudo crontab -u user1 -e

crontab语法分析

crontab文件每一个条目的说明如下：

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# ┌───────────── 分钟 (0 - 59) 
# │ ┌────────────── 小时 (0 - 23)
# │ │ ┌───────────────一个月中第几天 (1 - 31)
# │ │ │ ┌──────────────── 月份 (1 - 12)
# │ │ │ │ ┌───────────────── 星期几 (0 - 6) (1到6是星期一到星期六, 星期天是0)
# │ │ │ │ │
# │ │ │ │ │
# * * * * *  待执行的命令

crontab条目的前两个字段指定任务运行的时间(分钟和小时)，接下来的两个字段指定每月几号和月份，第五个字段指定星期几，最后字段是待执行的命令。

注意：当每月几号和星期几字段有具体值，而不是星号（*）时候，将创建或条件，这意味这两天都匹配。

比如下面的命令将会在每月5号和星期二时候都会执行crontab任务。

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0 0 5 * 2 /path/to/command

Crontab标准值和非标准值

crontab字段值除了数字外，还可以是其他非标准值。

范围

通过起始数字-结束数字的形式我们可以指定范围（范围包含起始和结束数字）

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0 6-18 1-15 * * /path/to/command

上面cron作业将在每月1号至15号的6点到18点执行。

*号是一种特殊范围。

列表

列表是一组用逗号分隔的值。我们可以将列表作为字段值:

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0 1,4,5,7 * * * /path/to/command

上面cron作业将在每天的1点，4点，5点，7点执行。

步长

步骤可以用于范围或星号字符( * )。当它们与范围一起使用时，用来指定要跳过的值。请考虑以下语法:

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0 6-18/2 * * * /path/to/command

上述cron作业将从6点到18点每两小时执行一次。

当使用带有星号()时候，它们只需指定该特定字段的频率。例如，如果我们将分钟字段设置为*/5，这仅仅意味着每五分钟一次。从某种意义上看星号()是一种特殊的步长，代表每一分钟，每一小时…(根据它所在字段来指定区间）

考虑下面列表、范围和步长组合的例子：

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0 0-10/5,14,15,18-23/3 1 1 * /path/to/command

上述crontab作业将于1月1号的0点到10点、14点、15点以及18点到23点每三小时分别执行一次。

日期单词

对于每月几号和星期几字段，我们可以使用月份和星期几英文单词的前三个字符，比如Sat,sun,Feb,Sep等等。

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* * * Feb,mar sat,sun /path/to/command

上述的cron作业将在2月和3月的周六和周日执行。

预定义字符串

cron支持使用一些预定义字符串代替前五个字段，来指定作业运行频率:

  • @yearly, @annually 每年的1月1号凌晨0点0分运行，相当于0 0 1 1 *
  • @monthly 每月1号凌晨0点0分运行，相当于0 0 1 * *
  • @weekly 每周星期天的凌晨0点0分运行，相当于0 0 * * 0
  • @daily 每天的凌晨0点0分运行，相当于0 0 * * *
  • @hourly 每小时开始时候运行，相当于0 * * * *
  • @reboot 每次开机时候运行一次

在同一个cron作业执行多个命令

通过分号(;)我们在一个cron作业中执行多个命令， 如下：

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* * * * * /path/to/command-1; /path/to/command-2

如果运行的命令相互依赖，我们可以在它们之间使用&&号。如果第一个命令失败，第二个命令将不会被执行。

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* * * * * /path/to/command-1 && /path/to/command-2

环境变量

crontab文件支持设置环境变量，形式是VARIABLE_NAME = VALUE。通过设置SHELL,我们可以改变默认的shell:/bin/sh。我们也可以设置PATH变量来改变，找到命令的路径，参见下面例子：

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PATH = /usr/bin;/usr/local/bin

注意：当值中有空格时，应该用引号将值括起来。值都会被视为普通字符串，不以任何方式解析。

处理不同时区

如果你的cron作业需要设置特定时区，我们可以设置环境变量CRON_TZ来达到目的，所有crontab条目都将根据指定时区进行解析。

Cron怎么解析Crontab文件的？

当Cron启动之后，它将搜索缓冲池(spool area)目录（比如Ubuntu系统就是/var/spool/cron/crontabs目录）加载crontab文件到内存，除此之外，也会加载/etc/crontab和/etc/cron.d目录下面的系统crontab文件。

将crontab文件加载到内存后，Cron每分钟检查加载的crontab，然后运行到期的cron作业，也就是命令。

Cron会定期检查缓冲池（spool)目录的修改时间，如果发生改变，Cron将会加载目录下面已经改变的crontab文件。这也是为什么我们配置一个新的cron作业，不需要重启Cron的原因。

Cron权限

我们可以通过/etc/cron.allow 和 /etc/cron.deny 这两个文件来设置哪些用户可以使用Cron，哪些用户不能。如果/etc/cron.allow文件存在，那么只有这个文件中列出的用户可以使用cron， 同时/etc/cron.deny文件被忽略； 如果/etc/cron.allow文件不存在，那么文件/etc/cron.deny中列出的用户将不能用使用cron任务调度。

重定向输出

重定向文件或标准输入输出文件

我们可以将cron任务的输出重定向到一个文件：

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* * * * * /path/to/php /path/to/the/command >> /var/log/cron.log

我们也可以将标准输出重定向/dev/null：

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* * * * * /path/to/php /path/to/the/command > /dev/null

下面是将标准输出和标准错误输出重定向/dev/null：

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* * * * * /path/to/php /path/to/the/command > /dev/null 2>&1

重定向输出到邮件

如果标准输出或标准错误没有进行上面的重定向的话，cron将输出发送到当前crontab的拥有者的邮箱(如果有的话）或者环境变量MAILTO指定的邮箱。

设置环境变量MAILTO时候，多个邮箱一冒号隔开，如果设置为空，则不发送邮件：

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MAILTO=admin@example.com,dev@example.com
* * * * * /path/to/command

Cron任务防止重叠

如果某些cron任务耗时较长，这将有可能导致同一时间任务同时运行。在某些情况下会导致问题。

下面有两种选择来防止任务重叠运行：

使用Flock

Flock使用锁文件来控制命令或脚本运行。当cron使用flock时候，如果相应锁文件存在，则cron则不会运行。

Ubuntu系统安装：

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apt-get install flock

Centos系统安装：

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yum install flock

crontab条目使用方法如下：

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* * * * * /usr/bin/flock --timeout=1 /path/to/cron.lock /usr/bin/php /path/to/scripts.php

上面配置说明：flock查找/path/to/cron锁。如果在一秒钟内获得了锁，它将运行脚本，否则它将失败并退出，退出代码为1。

在脚本中使用锁定机制(Locking Mechanism)

考虑下面的PHP例子：

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<?php
$lockfile = sys_get_temp_dir() . '/' md5(__FILE__) . '.lock';
$pid      = file_exists($lockfile) ? trim(file_get_contents($lockfile)) : null;

if (is_null($pid) || posix_getsid($pid) === false) {

    // Do something here
    
    // And then create/update the lock file
    file_put_contents($lockfile, getmypid());

} else {
    exit('Another instance of the script is already running.');
}

上面脚本首先会检查锁文件是否存在，存在的话取得它的内容，这是脚本最后一个运行实例的进程ID。然后将PID传递给posix_getsid函数，该函数返回进程的会话ID。如果posix_getsid返回false，这意味着进程不再运行，那么就可以安全地启动一个新实例。

故障快速排除

命令应使用绝对路径

crontab文件中所有可执行文件使用绝对路径是一个好习惯。

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* * * * * /usr/local/bin/php /absolute/path/to/the/command

确保Cron守护进程正在运行

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ps aux | grep crond

检查/etc/cron.allow和/etc/cron.deny文件

如果cron任务没有运行，如果/etc/cron.allow存在，请确保crontab文件的用户在其中，如果/etc/cron.deny不存在，请确保crontab文件的用户不在其中。

脚本应有执行的权限

需要确保crontab的所有者拥有crontab文件中所有命令和脚本的执行权限。否则cron将不起作用。

crontab文件最后至少要有一个空行

crontab中的每个条目都应该以新行结束。这意味着在最后一个crontab条目之后必须有一个空行，否则最后一个cron作业将永远不会运行。