Systemd 定时器教程

作者: 阮一峰

日期: 2018年3月30日

珠峰培训

Systemd 作为 Linux 的系统启动器,功能强大。

本文通过一个简单例子,介绍 Systemd 如何设置定时任务。这不仅实用,而且可以作为 Systemd 的上手教程。

一、定时任务

所谓定时任务,就是未来的某个或多个时点,预定要执行的任务,比如每五分钟收一次邮件、每天半夜两点分析一下日志等等。

Linux 系统通常都使用 cron 设置定时任务,但是 Systemd 也有这个功能,而且优点显著。

  • 自动生成日志,配合 Systemd 的日志工具,很方便除错
  • 可以设置内存和 CPU 的使用额度,比如最多使用50%的 CPU
  • 任务可以拆分,依赖其他 Systemd 单元,完成非常复杂的任务

下面,我就来演示一个 Systemd 定时任务:每小时发送一封电子邮件。

二、邮件脚本

先写一个发邮件的脚本mail.sh


#!/usr/bin/env bash

echo "This is the body" | /usr/bin/mail -s "Subject" someone@example.com

上面代码的someone@example.com,请替换成你的邮箱地址。

然后,执行这个脚本。


$ bash mail.sh

执行后,你应该就会收到一封邮件,标题为Subject

如果你的 Linux 系统不能发邮件,建议安装 ssmtp 或者 msmtp。另外,mail命令的用法,可以参考这里

三、Systemd 单元

学习 Systemd 的第一步,就是搞懂"单元"(unit)是什么。

简单说,单元就是 Systemd 的最小功能单位,是单个进程的描述。一个个小的单元互相调用和依赖,组成一个庞大的任务管理系统,这就是 Systemd 的基本思想。

由于 Systemd 要做的事情太多,导致单元有很多不同的种类,大概一共有12种。举例来说,Service 单元负责后台服务,Timer 单元负责定时器,Slice 单元负责资源的分配。

每个单元都有一个单元描述文件,它们分散在三个目录。

  • /lib/systemd/system:系统默认的单元文件
  • /etc/systemd/system:用户安装的软件的单元文件
  • /usr/lib/systemd/system:用户自己定义的单元文件

下面的命令可以查看所有的单元文件。


# 查看所有单元
$ systemctl list-unit-files

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

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

四、单元的管理命令

下面是常用的单元管理命令。


# 启动单元
$ systemctl start [UnitName]

# 关闭单元
$ systemctl stop [UnitName]

# 重启单元
$ systemctl restart [UnitName]

# 杀死单元进程
$ systemctl kill [UnitName]

# 查看单元状态
$ systemctl status [UnitName]

# 开机自动执行该单元
$ systemctl enable [UnitName]

# 关闭开机自动执行
$ systemctl disable [UnitName]

五、Service 单元

前面说过,Service 单元就是所要执行的任务,比如发送邮件就是一种 Service。

新建 Service 非常简单,就是在/usr/lib/systemd/system目录里面新建一个文件,比如mytimer.service文件,你可以写入下面的内容。


[Unit]
Description=MyTimer

[Service]
ExecStart=/bin/bash /path/to/mail.sh

可以看到,这个 Service 单元文件分成两个部分。

[Unit]部分介绍本单元的基本信息(即元数据),Description字段给出这个单元的简单介绍(名字叫做MyTimer)。

[Service]部分用来定制行为,Systemd 提供许多字段。

  • ExecStartsystemctl start所要执行的命令
  • ExecStopsystemctl stop所要执行的命令
  • ExecReloadsystemctl reload所要执行的命令
  • ExecStartPreExecStart之前自动执行的命令
  • ExecStartPostExecStart之后自动执行的命令
  • ExecStopPostExecStop之后自动执行的命令

注意,定义的时候,所有路径都要写成绝对路径,比如bash要写成/bin/bash,否则 Systemd 会找不到。

现在,启动这个 Service。


$ sudo systemctl start mytimer.service

如果一切正常,你应该就会收到一封邮件。

六、Timer 单元

Service 单元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 单元。

/usr/lib/systemd/system目录里面,新建一个mytimer.timer文件,写入下面的内容。


[Unit]
Description=Runs mytimer every hour

[Timer]
OnUnitActiveSec=1h
Unit=mytimer.service

[Install]
WantedBy=multi-user.target

这个 Timer 单元文件分成几个部分。

[Unit]部分定义元数据。

[Timer]部分定制定时器。Systemd 提供以下一些字段。

  • OnActiveSec:定时器生效后,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:该单元上次执行后,等多少时间再次执行
  • OnUnitInactiveSec: 定时器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后缀的单元
  • Persistent:如果设置了该字段,即使定时器到时没有启动,也会自动执行相应的单元
  • WakeSystem:如果系统休眠,是否自动唤醒系统

上面的脚本里面,OnUnitActiveSec=1h表示一小时执行一次任务。其他的写法还有OnUnitActiveSec=*-*-* 02:00:00表示每天凌晨两点执行,OnUnitActiveSec=Mon *-*-* 02:00:00表示每周一凌晨两点执行,具体请参考官方文档

七、[Install] 和 target

mytimer.timer文件里面,还有一个[Install]部分,定义开机自启动(systemctl enable)和关闭开机自启动(systemctl disable)这个单元时,所要执行的命令。

上面脚本中,[Install]部分只写了一个字段,即WantedBy=multi-user.target。它的意思是,如果执行了systemctl enable mytimer.timer(只要开机,定时器自动生效),那么该定时器归属于multi-user.target

所谓 Target 指的是一组相关进程,有点像 init 进程模式下面的启动级别。启动某个Target 的时候,属于这个 Target 的所有进程都会全部启动。

multi-user.target是一个最常用的 Target,意为多用户模式。也就是说,当系统以多用户模式启动时,就会一起启动mytimer.timer。它背后的操作其实很简单,执行systemctl enable mytimer.timer命令时,就会在multi-user.target.wants目录里面创建一个符号链接,指向mytimer.timer

八、定时器的相关命令

下面,启动刚刚新建的这个定时器。


$ sudo systemctl start mytimer.timer

你应该立刻就会收到邮件,然后每个小时都会收到同样邮件。

查看这个定时器的状态。


$ systemctl status mytimer.timer

查看所有正在运行的定时器。


$ systemctl list-timers

关闭这个定时器。


$ sudo systemctl stop myscript.timer

下次开机,自动运行这个定时器。


$ sudo systemctl enable myscript.timer

关闭定时器的开机自启动。


$ sudo systemctl disable myscript.timer

九、日志相关命令

如果发生问题,就需要查看日志。Systemd 的日志功能很强,提供统一的命令。


# 查看整个日志
$ sudo journalctl

# 查看 mytimer.timer 的日志
$ sudo journalctl -u mytimer.timer

# 查看 mytimer.timer 和 mytimer.service 的日志
$ sudo journalctl -u mytimer

# 从结尾开始查看最新日志
$ sudo journalctl -f

# 从结尾开始查看 mytimer.timer 的日志
$ journalctl -f -u timer.timer

十、参考链接

(完)

贝米钱包

腾讯课堂

留言(21条)

总结一句话,用systemd在linux下完成定时任务,高级版的windows计划任务程序。日后有需求拿着教程去实现!

浪费生命,我选择继续用cron

工业上其实都是用crontab,简单好用

是啊,比crontab好在哪?没看完感觉复杂的多

我感觉一大波 反对Systemd的人 即将到达现场

是啊,比crontab好在哪?没看完感觉复杂的多

新东西大家也了解一下吧,不是必要都不会去动原来的 cron ,谁知道有没有坑呢。

在这里总是能学到精华,拜读,感谢阮一峰。

Centos7 使用systemd。存在既有道理,虽然我现在还在用6

有好几个journalctl都是不需要sudo的

太复杂了,最好说下相对于cron收益在哪

Systemd 还是没没出来比 crontab 好在哪里啊。运维现在大部分都使用 crontab 啊!

用centos7都是systemd的服务,官方文档很枯燥,目前中文资料也不多。几篇介绍systemd的文章很有帮助,谢谢~

问比 cron 好在哪里的根本没仔细看文章吧?

总结起来最明显的一条就是,systemd 把一些以前要靠 Shell 脚本实现的功能,全部都变成配置文件实现了。

systemd常用来开机自启程序,编写一个简单的service并enable它,就可以实现开机自动启动。

引用hajimuz的发言:

问比 cron 好在哪里的根本没仔细看文章吧?

总结起来最明显的一条就是,systemd 把一些以前要靠 Shell 脚本实现的功能,全部都变成配置文件实现了。

cron 也可以使用配置文件的

建议阮老师可以加这张图讲解下

https://lcom.static.linuxfound.org/images/stories/41373/Systemd-components.png

个人感觉很形象

阮老师

在执行了你的邮件脚本后,每次打开终端就会出现 you have a mail 想把这个去掉怎么版

对比crontab , timer 功能强大不少,灵活度更高。以下是个人愚见:

crontab 多个计划任务远程文件备份时,比如 0点1分钟开始第一个,scp|rsync|ftp 简单有效的方式,大文件的网络传输时间不确定,那么下个计划任务开始时间,几乎都是按照经验估计。长期时间下来总有问题,有时候上个任务网络传输还没完成,下个任务已经开始,同时占用网络,然后再下个任务又开始了,恶性循环。

timer 可以建立依赖的前后关系,比如:必须第一网络传输完成后,在启动第二个网络传输任务,还能控制系统资源的占用,避免备份引起的连锁问题。

更多好处,待你发现。

哇,DR RUAN, thank you so much for the sharing.

在ubuntu18.04版本上设置不成功,以下是日志:
systemd[1]: /home/cmp/cmp-backend/pr.timer:6: Failed to parse timer value, ignoring: *-*-* 02:00:00
systemd[1]: pr.timer: Timer unit lacks value setting. Refusing.
systemd[1]: /home/cmp/cmp-backend/pr.timer:6: Failed to parse timer value, ignoring: "*-*-* 02:00:00"
systemd[1]: pr.timer: Timer unit lacks value setting. Refusing.
以下是内容:
root@cmp ~# cat /lib/systemd/system/pr.timer
[Unit]
Description="Runs the pr.service every moring"

[Timer]
#OnCalendar=Mon-Sun *-*-* 02-06:00/240
OnUnitActiveSec="*-*-* 02:00:00"
#Persistent=true
Unit=pr.service

[Install]
WantedBy=multi-user.target
WantedBy=timers.target
还望博主赐教

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