使用Systemd配置定时任务

在Linux世界中，提到定时任务，第一个想到的肯定是Cron，其实Systemd也可以实现定时任务，相比较Cron，Systemd实现的定时任务有以下优点：

• 可以限制任务使用CPU的额度，比如任务最多占用20%的CPU
• 任务可以方便拆分，比如可以创建相互依赖的线性任务
• 自动生成日志，配合Systemd的日志工具，方便查看和排错

Timer units
Systemd通过创建结尾为“.timer”的文件来创建定时任务，该文件用来控制指定的“.service”。Timer unit文件和Systemd其他的单元配置文件类似，唯一不同是文件中包含“[Timer]”，其用来定义什么时间和如何激活计时器，“Timer”有两种定义方式：

• Realtime timers（即真实时间），Cron也是使用这种方式定义定时任务的执行时间。使用选项“OnCalendar=”来定义这种类型的Timer
• Monotonic timers，相对于一个起始点指定一个时间段，过了这个时间段后激活计时器。在电脑关机的情况下这些计时器会停掉。有很多不同种类的“monotonic timers”，都包含“OnTypeSec=”，常用的有“OnBootSec”、“OnUnitActiveSec”。

Service units
每一个“.timer”文件必须有一个对应的“.service”文件存在，这样计时器才有意义。默认情况下，如果Timer和Service的文件名（不包含扩展名）相同，则“.timer”文件控制“.service”文件的运行，比如“foo.timer”和“foo.service”。当然文件名也可以不同，这时需要在“.timer”文件的“[Timer]”内配置“Unit”选项，将要控制的“.service”文件名写入即可。
注意，“.service”不需要再包含“[Install]”，因为“.timer”文件已经包含了。

单元管理的常用命令

• systemctl start [UnitName] //启动单元
• systemctl stop [UnitName] //关闭单元
• systemctl restart [UnitName] //重启单元
• systemctl kill [UnitName] //杀死单元进程
• systemctl status [UnitName] //查看单元状态
• systemctl enable [UnitName] //开机自动执行该单元
• systemctl disable [UnitName] //关闭开机自动执行
• systemctl list-unit-files //查看所有单元
• systemctl list-unit-files --type service //查看所有service单元
• systemctl list-unit-files --type timer //查看所有timer单元
• systemctl list-timers //查看所有已启动的timer

示例
下面通过一个具体的例子，展示“monotonic timer”和“realtime timer”文件的配置
（1）Monotonic timer
系统启动15分钟后和每周都运行（这里是或的关系）
/usr/lib/systemd/system/foo.timer

[Unit]
Description=Run foo weekly and on boot

[Timer]
OnBootSec=15min  
OnUnitActiveSec=1w 

[Install]
WantedBy=timers.target

（2）Realtime timer
每周一的12:00 AM运行
/usr/lib/systemd/system/foo.timer

[Unit]
Description=Run foo weekly

[Timer]
OnCalendar=weekly

[Install]
WantedBy=timers.target

当需要更精确的时间控制，按照下面时间格式配置“OnCalendar”，

DayOfWeek Year-Month-Day Hour:Minute:Second

星号表示任何值，逗号用于隔开可能的值，使用“..”隔开的值表示一个连续范围。下面表示每个月头四天的“12:00 PM”且当天是星期一或星期二激活计时器。

OnCalendar=Mon,Tue *-*-01..04 12:00:00

关于“OnCalendar”更加详细的介绍可参考systemd.time(7)。
（3）配置一个完整的例子，包含“.timer”文件和“.service”文件，展示Systemd中配置定时任务，
/usr/lib/systemd/system/mytest.service

[Unit]
Description=MyTimer

[Service]
ExecStart=/tmp/echo-date.sh

/usr/lib/systemd/system/mytest.timer

[Unit]
Description=Runs mytimer every minute

[Timer]
OnUnitActiveSec=1m

[Install]
WantedBy=multi-user.target

/tmp/echo-date.sh，记得给该文件赋予可执行权限

#!/bin/bash
echo "$(date)" >> /tmp/output.txt

配置完“mytest.service”和“mytest.timer”文件后，运行下面命令，

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl start mytest.timer
sudo systemctl start mytest.service

查看“/tmp/output.txt”，内容如下：

aneirin@host-1:$ cat /tmp/output.txt 
Wed Jan 27 10:38:37 CST 2021
Wed Jan 27 10:39:37 CST 2021

总结
本文对Systemd配置定时任务做了简单的介绍，它完全可以作为Cron的替代工具使用，但Timer也不是十全十美的，相对于Cron，它有两点不足：

• 为了实现定时任务需要配置两个文件，而Cron仅需要一行
• 发送邮件不方便，Cron有现成的发送邮件选项“MAILTO”

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