一、前言

1、Linux的起源與發(fā)展

1991年，芬蘭赫爾辛基大學(xué)的學(xué)生林納斯·托瓦茲（Linus Torvalds）開(kāi)始編寫(xiě)一個(gè)新的操作系統(tǒng)內(nèi)核，這個(gè)內(nèi)核最初被稱(chēng)為“Freax”。他的初衷只是想學(xué)習(xí)操作系統(tǒng)內(nèi)核的開(kāi)發(fā)，并為自己的個(gè)人計(jì)算機(jī)編寫(xiě)一個(gè)操作系統(tǒng)。然而，當(dāng)他將這個(gè)內(nèi)核發(fā)布在Internet上并開(kāi)放源代碼后，全球各地的程序員開(kāi)始參與到這個(gè)項(xiàng)目中來(lái)，共同完善這個(gè)內(nèi)核。最終，這個(gè)內(nèi)核被命名為L(zhǎng)inux，這個(gè)名字是由Linus Torvalds的名字和Unix操作系統(tǒng)的名字組合而成的。

Linux從一開(kāi)始就堅(jiān)持源代碼的公開(kāi)和免費(fèi)使用，任何人都可以對(duì)其進(jìn)行修改和分發(fā)。這種開(kāi)放性和自由性吸引了大量的開(kāi)發(fā)者和用戶(hù)，使得Linux逐漸成長(zhǎng)并成熟起來(lái)。如今，Linux已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)性能穩(wěn)定、功能強(qiáng)大的多用戶(hù)網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)，支持32位和64位硬件，能運(yùn)行主要的Unix工具軟件、應(yīng)用程序和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議。同時(shí)，Linux也有上百種不同的發(fā)行版，如基于社區(qū)開(kāi)發(fā)的Debian、ArchLinux，以及基于商業(yè)開(kāi)發(fā)的Red Hat Enterprise Linux、SUSE、Oracle Linux等。

2、什么是計(jì)劃任務(wù)（crontab）

計(jì)劃任務(wù)（crontab）是指在Linux系統(tǒng)中，利用cron（crond）這個(gè)系統(tǒng)服務(wù)來(lái)控制的定時(shí)執(zhí)行工具，它允許用戶(hù)創(chuàng)建和管理計(jì)劃任務(wù)，以便在特定的時(shí)間間隔或時(shí)間點(diǎn)自動(dòng)運(yùn)行命令或腳本。

Crontab是cron table的縮寫(xiě)，其中cron是Unix系統(tǒng)中的一個(gè)后臺(tái)進(jìn)程，用于執(zhí)行預(yù)定的任務(wù)。Crontab文件包含一系列計(jì)劃任務(wù)條目，每個(gè)條目都定義了一個(gè)任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間和要運(yùn)行的命令或腳本。這些任務(wù)可以按照分鐘、小時(shí)、日、月和星期等不同的時(shí)間單位進(jìn)行安排。

二、crontab基礎(chǔ)

1、crontab的工作原理

crontab 的工作原理主要基于系統(tǒng)中的 cron 守護(hù)進(jìn)程。當(dāng)用戶(hù)創(chuàng)建或編輯 crontab 文件并保存后，cron 守護(hù)進(jìn)程會(huì)定期檢查 crontab 文件的內(nèi)容，并根據(jù)其中定義的任務(wù)調(diào)度規(guī)則執(zhí)行相應(yīng)的命令或腳本。

具體來(lái)說(shuō)，crontab 的工作原理可以分為以下幾個(gè)步驟：

1. 定時(shí)任務(wù)調(diào)度規(guī)則定義：用戶(hù)通過(guò)編輯 crontab 文件來(lái)定義需要定時(shí)執(zhí)行的任務(wù)以及執(zhí)行的時(shí)間規(guī)則。每個(gè)定時(shí)任務(wù)都有一個(gè)時(shí)間規(guī)則，指定了任務(wù)應(yīng)該在何時(shí)執(zhí)行，以及執(zhí)行的頻率。
2. cron 守護(hù)進(jìn)程檢查：cron 守護(hù)進(jìn)程會(huì)定期檢查系統(tǒng)中所有用戶(hù)的 crontab 文件，并根據(jù)其中定義的任務(wù)調(diào)度規(guī)則來(lái)決定是否執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。默認(rèn)情況下，cron 守護(hù)進(jìn)程每分鐘都會(huì)檢查一次 crontab 文件。
3. 任務(wù)執(zhí)行：當(dāng)?shù)竭_(dá)任務(wù)指定的執(zhí)行時(shí)間時(shí)，cron 守護(hù)進(jìn)程會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新的 shell 進(jìn)程，并在其中執(zhí)行相應(yīng)的命令或腳本。這些命令或腳本可以是任意的可執(zhí)行文件，甚至是系統(tǒng)命令、系統(tǒng)腳本或用戶(hù)自定義的腳本。
4. 輸出和日志記錄：任務(wù)執(zhí)行完成后，cron 守護(hù)進(jìn)程會(huì)將任務(wù)的輸出發(fā)送到指定的郵箱（如果有設(shè)置的話(huà)），并將任務(wù)的執(zhí)行情況記錄到系統(tǒng)日志文件中，以供用戶(hù)查看和分析。
5. 循環(huán)檢查：cron 守護(hù)進(jìn)程會(huì)一直運(yùn)行在后臺(tái)，并循環(huán)執(zhí)行上述步驟，定期檢查 crontab 文件并執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)，直到系統(tǒng)關(guān)閉或 cron 服務(wù)停止運(yùn)行。

crontab 的工作原理是基于系統(tǒng)中的 cron 守護(hù)進(jìn)程定期檢查 crontab 文件，并根據(jù)其中定義的任務(wù)調(diào)度規(guī)則執(zhí)行相應(yīng)的任務(wù)。通過(guò)這種方式，用戶(hù)可以方便地設(shè)置和管理系統(tǒng)中的定時(shí)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的任務(wù)調(diào)度和執(zhí)行。

2、crontab的組成部分（時(shí)間字段、命令字段）

1. 時(shí)間字段：

• 時(shí)間字段由五個(gè)部分組成，每個(gè)部分用空格分隔。這五個(gè)部分分別表示分鐘（0-59）、小時(shí)（0-23）、日期（1-31）、月份（1-12）和星期（0-7，其中0和7都表示星期日）。
• 在時(shí)間字段中，可以使用一些特殊字符來(lái)定義任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間。例如，星號(hào)（*）表示匹配所有可能的值，逗號(hào)（,）用于指定多個(gè)值，連字符（-）用于指定一個(gè)范圍，斜杠（/）用于指定一個(gè)步長(zhǎng)（即執(zhí)行頻率）。

2. 命令字段：

• 命令字段是crontab中用于指定要執(zhí)行的命令或腳本的部分。它位于時(shí)間字段之后，與時(shí)間字段之間用空格分隔。
• 在命令字段中，可以指定任何有效的shell命令或腳本路徑。當(dāng)crontab根據(jù)時(shí)間字段確定需要執(zhí)行任務(wù)時(shí)，它會(huì)啟動(dòng)一個(gè)新的shell進(jìn)程來(lái)執(zhí)行該命令或腳本。

3、查看、編輯和刪除crontab任務(wù)的方法

在 Linux系統(tǒng)中，我們可以使用以下命令來(lái)查看、編輯和刪除 crontab 任務(wù)：

1. 查看 crontab 任務(wù)：

• 使用 crontab -l 命令可以查看當(dāng)前用戶(hù)的 crontab 任務(wù)列表。執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)會(huì)將當(dāng)前用戶(hù)的所有定時(shí)任務(wù)列出來(lái)，并顯示其具體的執(zhí)行時(shí)間規(guī)則和要執(zhí)行的命令或腳本。

2. 編輯 crontab 任務(wù)：

• 使用 crontab -e 命令可以編輯當(dāng)前用戶(hù)的 crontab 任務(wù)列表。執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)會(huì)打開(kāi)一個(gè)文本編輯器，用戶(hù)可以在其中編輯定時(shí)任務(wù)的時(shí)間規(guī)則和要執(zhí)行的命令或腳本。編輯完成后保存并退出編輯器即可，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)更新 crontab 文件。

3. 刪除 crontab 任務(wù)：

• 使用 crontab -r 命令可以刪除當(dāng)前用戶(hù)的所有 crontab 任務(wù)。執(zhí)行該命令后，系統(tǒng)會(huì)提示用戶(hù)確認(rèn)是否刪除所有定時(shí)任務(wù)，確認(rèn)后系統(tǒng)會(huì)將當(dāng)前用戶(hù)的 crontab 文件清空，即刪除所有定時(shí)任務(wù)。

這些命令對(duì)當(dāng)前用戶(hù)的 crontab 文件進(jìn)行操作，需要注意的是，編輯 crontab 文件時(shí)需要有相應(yīng)的編輯器權(quán)限。通常情況下，這些命令需要在終端中使用，用戶(hù)可以直接在命令行中輸入以上命令并按回車(chē)鍵執(zhí)行。

三、crontab時(shí)間表達(dá)式

1、時(shí)間表達(dá)式的格式

crontab 時(shí)間表達(dá)式的格式由五個(gè)字段組成，每個(gè)字段表示一個(gè)時(shí)間單位，分別是分鐘、小時(shí)、日期、月份和星期幾。

這些字段之間用空格或制表符分隔，總共有五個(gè)字段，每個(gè)字段的取值范圍和特殊字符如下：

• 分鐘 (0-59)：表示每小時(shí)的第幾分鐘執(zhí)行任務(wù)。
• 小時(shí) (0-23)：表示一天中的第幾個(gè)小時(shí)執(zhí)行任務(wù)。
• 日期 (1-31)：表示一個(gè)月中的第幾天執(zhí)行任務(wù)。
• 月份 (1-12)：表示一年中的第幾個(gè)月執(zhí)行任務(wù)。
• 星期 (0-7)：表示一周中的第幾天執(zhí)行任務(wù)，其中 0 和 7 都代表星期日。

除了上述的數(shù)值范圍外，還可以使用特殊字符來(lái)表示一些特殊的時(shí)間點(diǎn)，如下：

• *：表示所有可能的值，表示在所有時(shí)間點(diǎn)都執(zhí)行任務(wù)。
• ,：用于分隔多個(gè)值，表示多個(gè)時(shí)間點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)。
• -：用于指定一個(gè)范圍內(nèi)的連續(xù)值，表示一個(gè)范圍內(nèi)的時(shí)間點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)。
• /：用于指定一個(gè)步長(zhǎng)，表示每隔一定時(shí)間執(zhí)行任務(wù)。

例如，下面是一些常見(jiàn)的 crontab 時(shí)間表達(dá)式示例：

• 0 3 * * *：表示每天凌晨 3 點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)。
• 30 7 * * *：表示每天早上 7 點(diǎn) 30 分執(zhí)行任務(wù)。
• 0 0 1 * *：表示每個(gè)月的第一天凌晨 0 點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)。
• 0 0 * * 1：表示每周一凌晨 0 點(diǎn)執(zhí)行任務(wù)。
• */5 * * * *：表示每隔 5 分鐘執(zhí)行任務(wù)。

2、時(shí)間字段的詳細(xì)解釋?zhuān)ǚ昼姟⑿r(shí)、日期、月份、星期）

分鐘（Minute）:

• 含義：表示每小時(shí)中的哪一分鐘執(zhí)行任務(wù)。
• 取值范圍：0到59。
• 示例：如果設(shè)置為10，則任務(wù)將在每小時(shí)的第10分鐘執(zhí)行。

小時(shí)（Hour）:

• 含義：表示一天中的哪個(gè)小時(shí)執(zhí)行任務(wù)。
• 取值范圍：0到23。其中，0表示午夜，23表示晚上11點(diǎn)。
• 示例：如果設(shè)置為8，則任務(wù)將在每天的上午8點(diǎn)執(zhí)行。

日期（Day of the month）:

• 含義：表示一個(gè)月中的哪一天執(zhí)行任務(wù)。
• 取值范圍：1到31。
• 示例：如果設(shè)置為15，則任務(wù)將在每月的第15天執(zhí)行。
• 注意：日期和星期字段是互斥的，即如果日期字段被指定了具體的值，那么星期字段通常應(yīng)該設(shè)置為*（表示每天），或者留空。

月份（Month）:

• 含義：表示一年中的哪個(gè)月執(zhí)行任務(wù)。
• 取值范圍：1到12。也可以使用縮寫(xiě)的月份名稱(chēng)，如Jan、Feb、Mar等。
• 示例：如果設(shè)置為6，則任務(wù)將在每年的6月執(zhí)行。

星期（Day of the week）:

• 含義：表示一周中的哪一天執(zhí)行任務(wù)。
• 取值范圍：0到7，其中0和7都表示星期日，1表示星期一，依此類(lèi)推。也可以使用縮寫(xiě)的星期名稱(chēng)，如Sun、Mon、Tue等。
• 示例：如果設(shè)置為1，則任務(wù)將在每周的星期一執(zhí)行。
• 注意：星期和日期字段是互斥的，即如果星期字段被指定了具體的值，那么日期字段通常應(yīng)該設(shè)置為*（表示每天），或者留空。

四、編寫(xiě)和管理crontab任務(wù)

1、編寫(xiě)基本的crontab任務(wù)

當(dāng)編寫(xiě)基本的 crontab 任務(wù)時(shí)，需要確定任務(wù)的執(zhí)行時(shí)間規(guī)則和要執(zhí)行的命令或腳本。

假設(shè)我們要設(shè)置一個(gè)每天凌晨 3 點(diǎn)執(zhí)行備份數(shù)據(jù)庫(kù)的任務(wù)，執(zhí)行的命令是 /usr/bin/backup.sh。

編輯 crontab 文件：

使用 crontab -e 命令編輯當(dāng)前用戶(hù)的 crontab 文件。

添加任務(wù)：

在編輯器中添加以下內(nèi)容：

0 3 * * * /usr/bin/backup.sh

這行內(nèi)容表示在每天凌晨 3 點(diǎn)執(zhí)行 /usr/bin/backup.sh 腳本。

保存并退出編輯器：根據(jù)編輯器的操作提示，保存并退出編輯器。

任務(wù)添加完成后，crontab 將會(huì)自動(dòng)根據(jù)設(shè)定的時(shí)間規(guī)則執(zhí)行相應(yīng)的命令或腳本。在這個(gè)示例中，每天凌晨 3 點(diǎn)會(huì)執(zhí)行備份數(shù)據(jù)庫(kù)的腳本 /usr/bin/backup.sh。

2、使用腳本文件執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)

當(dāng)需要執(zhí)行復(fù)雜的定時(shí)任務(wù)時(shí)，通常的做法是將這些任務(wù)封裝到一個(gè)腳本文件中，然后在crontab中調(diào)用這個(gè)腳本文件。這樣可以使任務(wù)管理更加清晰和可維護(hù)。

以下是如何使用腳本文件執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的步驟：

1. 編寫(xiě)腳本文件首先，需要使用腳本語(yǔ)言（如Bash、Python、Perl等）編寫(xiě)一個(gè)腳本文件，該文件將包含要執(zhí)行的復(fù)雜任務(wù)。

例如，假設(shè)有一個(gè)Bash腳本文件complex_task.sh，內(nèi)容如下：

#!/bin/bash  
  
# 這是一個(gè)示例腳本，用于執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)  
  
# 切換到工作目錄  
cd /path/to/working/directory  
  
# 執(zhí)行一些命令或操作  
echo "開(kāi)始執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)..."  
# 這里可以添加你的復(fù)雜任務(wù)邏輯，比如循環(huán)、條件判斷、調(diào)用其他命令等  
# ...  
  
# 假設(shè)這里有一些輸出或日志記錄  
echo "任務(wù)執(zhí)行完畢，結(jié)果如下："  
# ...（輸出或記錄結(jié)果）  
  
# 如果需要，還可以發(fā)送通知或郵件  
# ...

確保腳本文件的第一行是正確的shebang（#!/bin/bash或其他使用的解釋器的路徑），并且文件具有執(zhí)行權(quán)限（可以通過(guò)chmod +x complex_task.sh命令添加執(zhí)行權(quán)限）。

2. 在crontab中調(diào)用腳本文件

接下來(lái)，需要在crontab中設(shè)置一個(gè)任務(wù)來(lái)調(diào)用這個(gè)腳本文件。打開(kāi)crontab編輯器：

crontab -e

然后添加一行來(lái)調(diào)用腳本文件，例如：

# 每天中午12點(diǎn)執(zhí)行complex_task.sh腳本  
0 12 * * * /path/to/complex_task.sh

確保提供了腳本文件的完整路徑。保存并關(guān)閉編輯器后，cron守護(hù)進(jìn)程將自動(dòng)加載crontab文件并安排任務(wù)。

總結(jié)

以上為個(gè)人經(jīng)驗(yàn)，希望能給大家一個(gè)參考，也希望大家多多支持腳本之家。

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