介紹

systemd 是一個系統(tǒng)和服務(wù)管理器，它是現(xiàn)代 Linux 系統(tǒng)中重要的組件之一，主要負(fù)責(zé)系統(tǒng)的啟動和管理。systemd 取代了傳統(tǒng)的 SysVinit 和 Upstart，成為了大多數(shù) Linux 發(fā)行版的默認(rèn) init 系統(tǒng)。它通過引入并行化啟動、依賴關(guān)系管理和更強(qiáng)大的功能，提升了系統(tǒng)的啟動速度和管理能力。

systemd 的主要功能

1. 服務(wù)管理：systemd 可以啟動、停止、重啟和監(jiān)控系統(tǒng)服務(wù)。它通過服務(wù)單元 (service units) 描述服務(wù)的啟動方式、依賴關(guān)系和執(zhí)行環(huán)境。
2. 系統(tǒng)初始化：systemd 負(fù)責(zé)在系統(tǒng)啟動時加載并初始化所有必要的服務(wù)和設(shè)備，確保系統(tǒng)能夠正常運(yùn)行。
3. 定時任務(wù)管理：systemd 提供了定時器單元 (timer units)，用于替代傳統(tǒng)的 cron 工具，安排和管理定期任務(wù)。
4. 日志管理：systemd 使用 journald 記錄系統(tǒng)日志，統(tǒng)一管理和查詢?nèi)罩拘畔?，方便調(diào)試和監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)。
5. 設(shè)備管理：systemd 能夠自動檢測和管理硬件設(shè)備，處理設(shè)備事件并進(jìn)行必要的配置。
6. 掛載文件系統(tǒng)：systemd 可以自動掛載文件系統(tǒng)，管理掛載點(diǎn)，確保系統(tǒng)啟動時所有必要的文件系統(tǒng)都已掛載。

什么是定期任務(wù)

定期任務(wù)是指按照預(yù)定的時間表反復(fù)執(zhí)行的任務(wù)。這些任務(wù)通常用于維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，例如備份數(shù)據(jù)、清理日志文件、同步時間等。在傳統(tǒng)的 Linux 系統(tǒng)中，定期任務(wù)通常由 cron 工具管理。

使用 cron 管理定期任務(wù)

cron 是 Unix/Linux 系統(tǒng)中的一個時間調(diào)度工具，用于在特定時間執(zhí)行腳本或命令。用戶通過編寫 cron 表達(dá)式 (crontab) 來定義任務(wù)的執(zhí)行時間和頻率。

示例 crontab 條目：

0 2 * * * /path/to/backup-script.sh

上面的例子表示每天凌晨 2 點(diǎn)運(yùn)行 backup-script.sh 腳本。

使用 systemd 安排定期任務(wù)的優(yōu)勢

相比于傳統(tǒng)的 cron 工具，使用 systemd 定時器單元安排定期任務(wù)有以下幾個優(yōu)勢：

集成性：systemd 是 Linux 系統(tǒng)的核心組件，直接使用 systemd 定時器單元，無需額外安裝和配置 cron 工具。靈活性：systemd 定時器單元支持更復(fù)雜和精細(xì)的時間調(diào)度，可以定義復(fù)雜的時間表達(dá)式和觸發(fā)條件。統(tǒng)一管理：所有服務(wù)和任務(wù)都由 systemd 管理，方便維護(hù)和監(jiān)控。用戶可以通過同一套工具管理系統(tǒng)服務(wù)和定期任務(wù)。日志和調(diào)試：systemd 通過 journald 記錄日志，方便用戶查看和調(diào)試定時任務(wù)的執(zhí)行情況，快速定位和解決問題。依賴關(guān)系：systemd 可以處理服務(wù)之間的依賴關(guān)系，確保定時任務(wù)在合適的條件下執(zhí)行，例如某個服務(wù)啟動后或網(wǎng)絡(luò)連接后。持久性：systemd 定時器單元支持持久性，即使系統(tǒng)重啟，定時器的狀態(tài)也能被保存，保證任務(wù)的連續(xù)性。

什么是 systemd 定時器單元

systemd 定時器單元是 systemd 的一種特殊單元類型，用于安排和調(diào)度定期任務(wù)。定時器單元文件通常位于 /etc/systemd/system/ 或 /usr/lib/systemd/system/ 目錄下，文件擴(kuò)展名為 .timer。定時器單元通過定義觸發(fā)條件來調(diào)度關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元 (service unit)，從而實(shí)現(xiàn)定期任務(wù)的執(zhí)行。

定時器單元的基本結(jié)構(gòu)

一個典型的定時器單元文件包含以下幾個部分：

• Unit：描述單元的基本信息。
• Timer：定義定時器的屬性和觸發(fā)條件。
• Install：指定如何安裝和啟用定時器。

以下是一個簡單的定時器單元文件示例：

[Unit]
Description=Run backup script every hour

[Timer]
OnCalendar=hourly
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

定時器單元文件的各個部分

• [Unit] 部分：定義單元的基本信息，包括描述和依賴關(guān)系。常見的字段有 Description 和 After 等。
• [Timer] 部分：定義定時器的屬性和觸發(fā)條件。常見的字段有 OnCalendar、OnBootSec、OnUnitActiveSec 等。
• [Install] 部分：指定定時器的安裝和啟用方式。常見的字段有 WantedBy 和 RequiredBy 等。

常見的定時器類型

systemd 定時器支持多種觸發(fā)條件，下面介紹一些常見的定時器類型及其用法：

OnActiveSec：在定時器激活后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在特定時間間隔后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnActiveSec=1h

表示在定時器激活后 1 小時觸發(fā)。

OnBootSec：在系統(tǒng)啟動后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在系統(tǒng)啟動后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnBootSec=30min

表示在系統(tǒng)啟動后 30 分鐘觸發(fā)。

OnStartupSec：在 systemd 啟動后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在 systemd 啟動后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnStartupSec=15min

表示在 systemd 啟動后 15 分鐘觸發(fā)。

OnUnitActiveSec：在關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元最后一次激活后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在服務(wù)激活后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnUnitActiveSec=1h

表示在關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元最后一次激活后 1 小時觸發(fā)。

OnUnitInactiveSec：在關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元最后一次非活躍后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在服務(wù)停止后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnUnitInactiveSec=2h

表示在關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元最后一次非活躍后 2 小時觸發(fā)。

OnCalendar：按照指定的時間表觸發(fā)，類似于 cron 表達(dá)式。適用于需要按照特定時間表執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnCalendar=hourly

表示每小時觸發(fā)一次。

定時器單元的工作原理

systemd 定時器單元通過定義觸發(fā)條件來調(diào)度關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元。當(dāng)定時器觸發(fā)時，systemd 會自動啟動關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元。定時器和服務(wù)單元通常成對出現(xiàn)，例如 backup.timer 和 backup.service。

定時器單元的工作流程如下：

• 創(chuàng)建一個服務(wù)單元文件，定義任務(wù)的執(zhí)行方式。
• 創(chuàng)建一個定時器單元文件，定義任務(wù)的觸發(fā)條件。
• 啟動和啟用定時器單元。
• 定時器觸發(fā)時，systemd 自動執(zhí)行關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元。

通過這種方式，systemd 提供了一種靈活且強(qiáng)大的方法來管理和調(diào)度定期任務(wù)。

創(chuàng)建和配置基本的定時器單元

創(chuàng)建簡單的定時器單元

在創(chuàng)建定時器單元之前，我們首先需要創(chuàng)建一個服務(wù)單元文件，該文件定義了任務(wù)的執(zhí)行方式。例如，我們可以創(chuàng)建一個備份腳本，并配置一個定時器來定期運(yùn)行該腳本。

首先，我們創(chuàng)建一個服務(wù)單元文件 backup.service：

[Unit]
Description=Run backup script

[Service]
ExecStart=/path/to/backup-script.sh

在這個文件中：

• [Unit] 部分：定義單元的基本信息，包括描述和依賴關(guān)系。Description 字段提供了該服務(wù)的簡短描述。
• [Service] 部分：定義服務(wù)的執(zhí)行方式。ExecStart 字段指定了服務(wù)啟動時要執(zhí)行的命令或腳本。

將這個文件保存到 /etc/systemd/system/backup.service。

接下來，我們創(chuàng)建一個定時器單元文件 backup.timer：

[Unit]
Description=Run backup script every hour

[Timer]
OnCalendar=hourly
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

在這個文件中：

• [Unit] 部分：定義單元的基本信息，包括描述和依賴關(guān)系。Description 字段提供了該定時器的簡短描述。
• [Timer] 部分：定義定時器的屬性和觸發(fā)條件。OnCalendar 字段指定了定時器的觸發(fā)時間，這里表示每小時觸發(fā)一次。Persistent 字段表示如果系統(tǒng)在預(yù)定時間未啟動，定時器將在系統(tǒng)啟動時立即觸發(fā)。
• [Install] 部分：指定定時器的安裝和啟用方式。WantedBy 字段指定該定時器屬于 timers.target，確保定時器在系統(tǒng)啟動時被激活。

將這個文件保存到 /etc/systemd/system/backup.timer。

編寫和理解定時器單元文件

詳細(xì)解釋定時器單元文件的各個部分和配置選項(xiàng)，可以幫助我們更好地理解和創(chuàng)建自己的定時器單元。

[Unit] 部分

• Description：簡短描述該定時器單元的用途。
• After：指定該單元需要在另一個單元之后啟動。

[Timer] 部分

• OnCalendar：定義定時器的觸發(fā)時間，支持類似 cron 的時間表達(dá)式。
• OnActiveSec、OnBootSec、OnStartupSec、OnUnitActiveSec、OnUnitInactiveSec：定義定時器在特定事件后的觸發(fā)時間。
• Persistent：如果系統(tǒng)在預(yù)定時間未啟動，定時器將在系統(tǒng)啟動時立即觸發(fā)。
• AccuracySec：設(shè)置定時器觸發(fā)的精確度。
• RandomizedDelaySec：添加隨機(jī)延遲，避免多個定時器同時觸發(fā)。

[Install] 部分

WantedBy：定義該定時器單元所屬的目標(biāo)，這里通常是 timers.target。

示例：每天凌晨 2 點(diǎn)運(yùn)行備份腳本

[Unit]
Description=Daily Backup Service

[Timer]
OnCalendar=*-*-* 02:00:00
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

OnCalendar=*-*-* 02:00:00 表示每天凌晨 2 點(diǎn)觸發(fā)。

啟動和管理定時器單元

創(chuàng)建并配置好定時器單元后，我們需要啟動和啟用定時器單元，以便它能按預(yù)定時間觸發(fā)任務(wù)。

使用以下命令啟動定時器單元：

sudo systemctl start backup.timer

使用以下命令啟用定時器單元，使其在系統(tǒng)啟動時自動啟動：

sudo systemctl enable backup.timer

使用以下命令查看定時器單元的狀態(tài)和下次觸發(fā)時間：

systemctl status backup.timer

使用以下命令列出所有已激活的定時器及其下次觸發(fā)時間：

systemctl list-timers

使用以下命令停止定時器單元：

sudo systemctl stop backup.timer

使用以下命令禁用定時器單元，使其不再在系統(tǒng)啟動時自動啟動：

sudo systemctl disable backup.timer

高級定時器配置

復(fù)雜的時間表達(dá)式

systemd 定時器單元支持使用 OnCalendar 屬性定義復(fù)雜的時間表達(dá)式。OnCalendar 屬性類似于 cron 表達(dá)式，但更加靈活和強(qiáng)大。它支持多種格式的時間表達(dá)式，允許用戶精確地定義定時器的觸發(fā)時間。

常見的時間表達(dá)式

基礎(chǔ)格式：YYYY-MM-DD HH:MM:SS

例子：2024-06-05 02:30:00 表示在 2024 年 6 月 5 日凌晨 2:30 觸發(fā)。

通配符格式：* 代表任意值

例子：*-*-01 00:00:00 表示每月的第一天凌晨 0 點(diǎn)觸發(fā)。

列表格式：使用逗號分隔多個值

例子：Mon,Fri *-*-* 09:00:00 表示每周一和周五早上 9 點(diǎn)觸發(fā)。

范圍格式：使用 .. 定義一個范圍

例子：*-*-01..07 00:00:00 表示每月的前七天的凌晨 0 點(diǎn)觸發(fā)。

重復(fù)格式：使用 / 定義重復(fù)間隔

例子：*-*-* *:00/15:00 表示每小時的 0 分和 15 分觸發(fā)。

示例：復(fù)雜的時間表達(dá)式

每月的第一個星期一：

OnCalendar=Mon *-*-1..7 00:00:00

這表示每月的第一個星期一凌晨 0 點(diǎn)觸發(fā)。

每周的星期一和星期三：

OnCalendar=Mon,Wed *-*-* 00:00:00

這表示每周的星期一和星期三凌晨 0 點(diǎn)觸發(fā)。

每天下午 3 點(diǎn)和晚上 9 點(diǎn)：

OnCalendar=*-*-* 15,21:00:00

這表示每天的下午 3 點(diǎn)和晚上 9 點(diǎn)觸發(fā)。

使用 OnCalendar 和其他定時器屬性

除了 OnCalendar 屬性外，systemd 定時器單元還支持其他定時器屬性，允許用戶定義在特定事件后的觸發(fā)時間。這些屬性可以與 OnCalendar 一起使用，提供更靈活的時間調(diào)度。

OnActiveSec

OnActiveSec 屬性定義在定時器激活后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在特定時間間隔后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnActiveSec=1h

表示在定時器激活后 1 小時觸發(fā)。

OnBootSec

OnBootSec 屬性定義在系統(tǒng)啟動后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在系統(tǒng)啟動后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnBootSec=30min

表示在系統(tǒng)啟動后 30 分鐘觸發(fā)。

OnStartupSec

OnStartupSec 屬性定義在 systemd 啟動后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在 systemd 啟動后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnStartupSec=15min

表示在 systemd 啟動后 15 分鐘觸發(fā)。

OnUnitActiveSec

OnUnitActiveSec 屬性定義在關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元最后一次激活后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在服務(wù)激活后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnUnitActiveSec=1h

表示在關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元最后一次激活后 1 小時觸發(fā)。

OnUnitInactiveSec

OnUnitInactiveSec 屬性定義在關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元最后一次非活躍后經(jīng)過指定時間觸發(fā)。適用于需要在服務(wù)停止后執(zhí)行的任務(wù)。

示例：

OnUnitInactiveSec=2h

表示在關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元最后一次非活躍后 2 小時觸發(fā)。

配置定時器的精確度和隨機(jī)延遲

為了優(yōu)化系統(tǒng)性能并避免多個定時器同時觸發(fā)，systemd 提供了 AccuracySec 和 RandomizedDelaySec 屬性，用于配置定時器的精確度和隨機(jī)延遲。

AccuracySec

AccuracySec 屬性設(shè)置定時器觸發(fā)的精確度。較大的精確度值可以減少系統(tǒng)負(fù)載，因?yàn)槎〞r器觸發(fā)時間可以稍微偏離設(shè)定值。

示例：

AccuracySec=1min

表示定時器觸發(fā)的精確度為 1 分鐘，即觸發(fā)時間可以在預(yù)定時間的前后 1 分鐘內(nèi)波動。

RandomizedDelaySec

RandomizedDelaySec 屬性添加隨機(jī)延遲，避免多個定時器同時觸發(fā)，從而減少系統(tǒng)負(fù)載。

示例：

RandomizedDelaySec=30min

表示在預(yù)定觸發(fā)時間基礎(chǔ)上添加最多 30 分鐘的隨機(jī)延遲。

在特定條件下觸發(fā)定時器

systemd 還支持在特定條件下觸發(fā)定時器，例如系統(tǒng)空閑時或網(wǎng)絡(luò)連接時。通過使用 Condition 和 Assert 屬性，可以實(shí)現(xiàn)更靈活的任務(wù)調(diào)度。

示例：在系統(tǒng)空閑時觸發(fā)定時器

創(chuàng)建一個定時器單元文件，在系統(tǒng)空閑時觸發(fā)任務(wù)：

[Unit]
Description=Run maintenance script when system is idle

[Timer]
OnCalendar=daily
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

[Service]
Type=idle
ExecStart=/path/to/maintenance-script.sh

在這個示例中，Type=idle 表示在系統(tǒng)空閑時執(zhí)行任務(wù)。

示例：在網(wǎng)絡(luò)連接時觸發(fā)定時器

創(chuàng)建一個定時器單元文件，在網(wǎng)絡(luò)連接時觸發(fā)任務(wù)：

[Unit]
Description=Run network sync script when network is up
After=network-online.target

[Timer]
OnCalendar=hourly
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

[Service]
ExecStart=/path/to/network-sync-script.sh

在這個示例中，After=network-online.target 表示在網(wǎng)絡(luò)連接后執(zhí)行任務(wù)。

管理和調(diào)試 systemd 定時器

管理 systemd 定時器

管理 systemd 定時器涉及定時器單元的啟動、停止、啟用、禁用和查看狀態(tài)等操作。

要啟動定時器單元，可以使用以下命令：

sudo systemctl start backup.timer

這將立即啟動定時器并按照配置的時間計劃執(zhí)行關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元。

要停止定時器單元，可以使用以下命令：

sudo systemctl stop backup.timer

這將停止定時器，關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元將不再按計劃觸發(fā)。

要啟用定時器單元，使其在系統(tǒng)啟動時自動啟動，可以使用以下命令：

sudo systemctl enable backup.timer

要禁用定時器單元，使其不再在系統(tǒng)啟動時自動啟動，可以使用以下命令：

sudo systemctl disable backup.timer

要查看定時器單元的狀態(tài)，可以使用以下命令：

systemctl status backup.timer

這個命令會顯示定時器的當(dāng)前狀態(tài)、下次觸發(fā)時間、最近一次觸發(fā)時間以及相關(guān)日志。

要列出系統(tǒng)中所有已激活的定時器及其下次觸發(fā)時間，可以使用以下命令：

systemctl list-timers

這個命令會列出所有定時器單元，包括激活時間和下次觸發(fā)時間，便于用戶全面了解系統(tǒng)中的定時任務(wù)。

查看定時器日志

systemd 使用 journald 記錄日志信息，用戶可以通過查看日志來調(diào)試和監(jiān)控定時器的執(zhí)行情況。

要查看定時器關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元的日志，可以使用以下命令：

journalctl -u backup.service

這個命令會顯示服務(wù)單元的所有日志信息，包括啟動、停止和執(zhí)行過程中產(chǎn)生的日志。

要查看定時器單元本身的日志，可以使用以下命令：

journalctl -u backup.timer

這個命令會顯示定時器單元的所有日志信息，包括觸發(fā)時間和相關(guān)事件。

要實(shí)時查看定時器或服務(wù)單元的日志，可以使用 -f 選項(xiàng)，例如：

journalctl -u backup.service -f

這個命令會實(shí)時顯示服務(wù)單元的日志信息，便于用戶監(jiān)控任務(wù)的執(zhí)行情況。

調(diào)試定時器問題

在使用 systemd 定時器時，可能會遇到一些問題。通過以下方法，可以有效地排查和解決定時器相關(guān)的問題。

首先，檢查定時器和服務(wù)單元文件的配置是否正確。確保 OnCalendar 等屬性設(shè)置合理，并且文件路徑和命令正確無誤。

使用 systemctl status 命令檢查定時器和服務(wù)單元的狀態(tài)，查看是否有錯誤信息或異常情況：

systemctl status backup.timer
systemctl status backup.service

使用 journalctl 命令查看定時器和服務(wù)單元的日志，查找錯誤信息和警告：

journalctl -u backup.timer
journalctl -u backup.service

日志中可能包含錯誤信息、失敗原因和調(diào)試信息，有助于快速定位和解決問題。

手動啟動關(guān)聯(lián)的服務(wù)單元，確保其能夠正常執(zhí)行：

sudo systemctl start backup.service

如果服務(wù)單元無法正常執(zhí)行，檢查腳本或命令是否存在問題，確保其在獨(dú)立運(yùn)行時能夠正常完成任務(wù)。

在服務(wù)單元文件中設(shè)置 Environment=SYSTEMD_LOG_LEVEL=debug，以啟用詳細(xì)的 debug 日志級別，有助于深入分析和調(diào)試問題。

編輯服務(wù)單元文件 backup.service，添加 Environment 行：

[Unit]
Description=Run backup script

[Service]
ExecStart=/path/to/backup-script.sh
Environment=SYSTEMD_LOG_LEVEL=debug

保存文件后，重新加載 systemd 配置：

sudo systemctl daemon-reload
sudo systemctl restart backup.service

查看 debug 日志：

journalctl -u backup.service

以上就是Linux使用systemd安排定期任務(wù)的操作詳解的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Linux systemd定期任務(wù)的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！

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