Linux计划任务管理：从定时闹钟到自动化管家

Linux计划任务管理：从"定时闹钟"到"自动化管家"

引言：让计算机"记住"该做什么

想象一下，你需要在每天凌晨2点备份数据，或者在每周一早上9点发送工作报告。Linux的计划任务就像一位忠诚的管家，能够准确地在指定时间执行你的命令，让你从重复性工作中解放出来。

专业视角：Linux计划任务系统是操作系统级别的任务调度器，它允许用户在预定时间执行命令或脚本，是实现系统自动化管理的核心组件。

一次性计划任务：未来的"定时炸弹"

atd服务：一次性任务的"发令员"

text

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想象：at就像设置一个未来的闹钟，响过一次就完成任务
实际：at命令创建的任务只执行一次，然后自动消失

技术原理：at系统由atd守护进程和一组客户端工具组成。atd负责监控任务队列，在预定时间启动子进程执行任务。

bash

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# 安装at服务
[root@centos7 ~]# yum install at

# 启动并启用服务（像启动一个计时器工厂）
[root@centos7 ~]# systemctl enable --now atd

服务状态解读：

enabled：开机自启（工厂随时待命）
active (running)：服务正在运行（工厂正常运作）
PID 1184：进程ID（工厂的工号）

at命令：创建定时任务的"魔法咒语"

基本语法解析

bash

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at <时间表达式>
# 然后输入要执行的命令（就像写下任务清单）
# 按Ctrl+D结束输入（相当于说"就这些，开始计时吧"）

时间表达式的"语言艺术"

绝对时间：

02:00 pm - 下午2点整
15:43 - 15点43分（24小时制）
teatime - 下午4点（Linux的有趣别名）
noon - 中午12点

相对时间：

now +5 minutes - 5分钟后
now +2 hours - 2小时后
now +3 days - 3天后

组合时间：

5 pm august 3 2016 - 2016年8月3日下午5点
noon +4 days - 4天后的中午

专业扩展 ：所有时间表达式参考/usr/share/doc/at/timespec文档

实战示例：多种创建方式

方式1：交互式输入（直接对话）

bash

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[root@centos7 ~]# at now +5 minutes
at> echo "系统将在 $(date) 执行备份" > /tmp/backup.log
at> tar -czf /tmp/backup-$(date +%Y%m%d).tar.gz /etc
at> <EOT>  # 按Ctrl+D出现
job 1 at Wed Dec 21 17:09:00 2022

方式2：脚本输入（批量任务）

bash

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# 创建任务脚本
[root@centos7 ~]# cat > backup.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
echo "备份开始时间: $(date)" >> /var/log/backup.log
tar -czf /backup/data-$(date +%Y%m%d-%H%M).tar.gz /important-data
echo "备份结束时间: $(date)" >> /var/log/backup.log
EOF

# 通过文件重定向创建任务
[root@centos7 ~]# at 02:00 tomorrow < backup.sh
job 2 at Thu Dec 22 02:00:00 2022

# 使用-f参数指定脚本文件
[root@centos7 ~]# at -f backup.sh 02:00 tomorrow
job 3 at Thu Dec 22 02:00:00 2022

at任务管理：查看、检查和取消

查看任务队列：atq的"任务清单"

bash

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[root@centos7 ~]# atq
1	Wed Dec 21 17:09:00 2022 a root
2	Thu Dec 22 02:00:00 2022 a root
3	Thu Dec 22 02:00:00 2022 a root

# 输出解读：
# 列1：任务ID（作业编号）
# 列2：执行时间
# 列3：队列名称（a-z，优先级递减）
# 列4：任务所有者

详细查看任务：at -c的"任务详情"

bash

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[root@centos7 ~]# at -c 1
# 输出包含环境变量、工作目录和要执行的命令
# 可以查看任务的具体内容，确保没有错误

任务队列管理：优先级控制

bash

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# 指定高优先级队列（a队列，默认）
[root@centos7 ~]# at -q a now +1 minute < important_task.sh

# 指定低优先级队列（z队列）
[root@centos7 ~]# at -q z now +1 minute < low_priority_task.sh

# 查看特定队列的任务
[root@centos7 ~]# atq -q a

删除任务：atrm的"撤销按钮"

bash

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# 删除单个任务
[root@centos7 ~]# atrm 1

# 删除多个任务
[root@centos7 ~]# atrm 2 3

# 删除所有任务（谨慎使用！）
[root@centos7 ~]# atq | awk '{print $1}' | xargs atrm

at系统安全：访问控制机制

安全配置文件：

/etc/at.allow - 白名单（允许使用的用户）
/etc/at.deny - 黑名单（禁止使用的用户）

安全规则流程：

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1. 如果at.allow存在 → 只允许文件中的用户使用at
2. 如果at.allow不存在 → 检查at.deny
3. 如果at.deny存在 → 文件中用户被禁止，其他用户可以
4. 如果两个文件都不存在 → 只有root可以使用at

安全配置示例：

bash

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# 创建白名单（只允许admin用户）
[root@centos7 ~]# echo "admin" > /etc/at.allow
[root@centos7 ~]# chmod 600 /etc/at.allow

# 创建黑名单（禁止普通用户）
[root@centos7 ~]# echo "user1" >> /etc/at.deny
[root@centos7 ~]# echo "user2" >> /etc/at.deny

# 完全禁用at（只允许root）
[root@centos7 ~]# rm -f /etc/at.deny
[root@centos7 ~]# touch /etc/at.allow  # 空文件，不允许任何用户

周期性计划任务：永不疲倦的"自动工人"

crond服务：周期任务的"调度中心"

系统架构：

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crond守护进程（调度中心）
    ├── 用户任务（crontab命令管理）
    ├── 系统任务（/etc/crontab等配置文件）
    └── 邮件通知（任务输出发送）

服务管理：

bash

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# 查看crond状态
[root@centos7 ~]# systemctl status crond
● crond.service - Command Scheduler
   Loaded: loaded (/usr/lib/systemd/system/crond.service; enabled; vendor preset: enabled)
   Active: active (running) since ...

# crond默认随系统启动，无需额外安装

crontab命令：用户级任务管理

编辑任务：crontab -e的"任务编辑器"

环境变量配置：

bash

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# 在crontab文件开头设置环境变量
SHELL=/bin/bash           # 指定shell
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin  # 指定路径
MAILTO=admin@example.com  # 指定邮件接收者
LANG=zh_CN.UTF-8          # 指定语言环境

时间字段详解（5个时间维度）：

text

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分钟(0-59) 小时(0-23) 日期(1-31) 月份(1-12) 星期(0-7, 0和7都是周日)

示例：* * * * * command
     │ │ │ │ │
     │ │ │ │ └── 星期几 (0-7) 0和7代表周日
     │ │ │ └── 月份 (1-12)
     │ │ └── 几号 (1-31)
     │ └── 小时 (0-23)
     └── 分钟 (0-59)

时间表达式高级用法：

表达式	含义	示例	解释
`*`	任意值	`* * * * *`	每分钟
`,`	值列表	`0,15,30,45 * * * *`	每15分钟
`-`	范围	`0 9-17 * * *`	9点到17点整点
`*/n`	间隔	`/5 * * *`	每5分钟
`n`	具体值	`0 2 * * *`	每天2点整

特殊字符串：

字符串	等效于	含义
`@reboot`	-	启动时运行一次
`@yearly`	`0 0 1 1 *`	每年1月1日0点
`@annually`	`0 0 1 1 *`	同@yearly
`@monthly`	`0 0 1 * *`	每月1日0点
`@weekly`	`0 0 * * 0`	每周日0点
`@daily`	`0 0 * * *`	每天0点
`@hourly`	`0 * * * *`	每小时0分

实战示例：各种场景的cron表达式

示例1：系统监控任务

bash

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# 每分钟检查磁盘使用率，超过90%发送警告
* * * * * /usr/local/bin/check_disk.sh

# 每小时检查系统负载
0 * * * * /usr/local/bin/check_load.sh

# 每天凌晨2点清理临时文件
0 2 * * * /usr/bin/find /tmp -type f -mtime +7 -delete

示例2：备份任务

bash

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# 每周日凌晨1点进行完整备份
0 1 * * 0 /usr/local/bin/full_backup.sh

# 每天凌晨3点进行增量备份
0 3 * * * /usr/local/bin/incremental_backup.sh

# 每月1日凌晨2点进行归档备份
0 2 1 * * /usr/local/bin/archive_backup.sh

示例3：应用维护任务

bash

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# 每5分钟检查Web服务状态
*/5 * * * * /usr/local/bin/check_web.sh

# 每天凌晨4点重启应用服务
0 4 * * * systemctl restart myapp

# 每周一早上8点生成周报
0 8 * * 1 /usr/local/bin/generate_weekly_report.sh

特殊字符和注意事项

百分号(%)的处理：

bash

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# 错误示例：%会被解释为换行符
0 9 * * 1-5 echo "报告生成于: $(date)" > report.txt

# 正确示例：使用反斜线转义
0 9 * * 1-5 echo "报告生成于: $(date)" > report.txt

# 或者使用单引号
0 9 * * 1-5 echo '报告生成于: $(date)' > report.txt

路径问题：

bash

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# 错误：cron环境PATH可能不包含自定义路径
* * * * * my_script.sh

# 正确：使用绝对路径
* * * * * /usr/local/bin/my_script.sh

# 或者设置PATH环境变量
PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin
* * * * * my_script.sh

crontab任务管理

查看任务：crontab -l的"任务清单"

bash

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# 查看当前用户的任务
[laoma@centos7 ~]$ crontab -l
# 输出示例：
# MAILTO=laoma@example.com
# 0 2 * * * /home/laoma/backup.sh
# */5 * * * * /home/laoma/check_status.sh

# 格式化输出（带行号）
[laoma@centos7 ~]$ crontab -l | cat -n

删除任务：crontab -r的"清空按钮"

bash

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# 删除所有任务（谨慎操作！）
[laoma@centos7 ~]$ crontab -r

# 安全删除：先备份再删除
[laoma@centos7 ~]$ crontab -l > ~/cron_backup.txt
[laoma@centos7 ~]$ crontab -r

编辑任务：crontab -e的"修改模式"

bash

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# 使用vim编辑（默认）
[laoma@centos7 ~]$ EDITOR=vim crontab -e

# 使用nano编辑（更简单）
[laoma@centos7 ~]$ EDITOR=nano crontab -e

# 使用自定义编辑器
[laoma@centos7 ~]$ export EDITOR=/usr/bin/vim
[laoma@centos7 ~]$ crontab -e

从文件导入：crontab file的"批量导入"

bash

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# 创建任务文件
[laoma@centos7 ~]$ cat > mycron.txt << 'EOF'
# 每天备份
0 2 * * * /home/laoma/backup.sh
# 每小时检查
0 * * * * /home/laoma/check.sh
EOF

# 导入任务（会覆盖现有任务！）
[laoma@centos7 ~]$ crontab mycron.txt

# 追加任务（先导出，再追加，再导入）
[laoma@centos7 ~]$ crontab -l > current_cron.txt
[laoma@centos7 ~]$ cat mycron.txt >> current_cron.txt
[laoma@centos7 ~]$ crontab current_cron.txt

root用户管理其他用户任务

bash

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# 查看其他用户任务
[root@centos7 ~]# crontab -u laoma -l

# 编辑其他用户任务
[root@centos7 ~]# crontab -u laoma -e

# 删除其他用户任务
[root@centos7 ~]# crontab -u laoma -r

# 为用户导入任务
[root@centos7 ~]# crontab -u laoma mycron.txt

cron高级技巧与故障排除

日志查看：cron的"工作记录"

bash

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# 查看cron日志（系统日志）
[root@centos7 ~]# tail -f /var/log/cron

# 查看特定用户cron日志
[root@centos7 ~]# grep "CRON.*laoma" /var/log/cron

# 查看cron错误日志
[root@centos7 ~]# grep "error\|failed" /var/log/cron

# 启用详细日志（调试用）
# 编辑/etc/rsyslog.conf，取消注释cron.*
[root@centos7 ~]# systemctl restart rsyslog

任务调试技巧

bash

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# 1. 手动测试脚本（确保能正常运行）
[laoma@centos7 ~]$ bash /path/to/script.sh

# 2. 在cron环境中测试
[laoma@centos7 ~]$ env -i /bin/bash -c "/path/to/script.sh"

# 3. 重定向输出到文件（调试用）
* * * * * /path/to/script.sh >> /tmp/cron_debug.log 2>&1

# 4. 使用临时cron任务测试
# 创建测试任务，运行后立即删除
[laoma@centos7 ~]$ (crontab -l; echo "* * * * * echo '测试: $(date)' >> /tmp/test.log") | crontab -
[laoma@centos7 ~]$ sleep 61  # 等待1分钟多1秒
[laoma@centos7 ~]$ tail /tmp/test.log
[laoma@centos7 ~]$ crontab -r  # 清理测试任务

常见问题解决

问题1：任务不执行

bash

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# 检查步骤：
# 1. 检查crond服务状态
systemctl status crond

# 2. 检查cron日志
tail -f /var/log/cron

# 3. 检查脚本权限
ls -l /path/to/script.sh
chmod +x /path/to/script.sh

# 4. 检查路径问题（使用绝对路径）

# 5. 检查环境变量（在crontab中设置PATH）

问题2：任务输出乱码

bash

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# 在crontab开头设置语言环境
LANG=zh_CN.UTF-8
LC_ALL=zh_CN.UTF-8

# 或者指定命令的语言环境
0 * * * * LANG=zh_CN.UTF-8 /path/to/script.sh

问题3：权限不足

bash

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# 确保脚本有执行权限
chmod +x /path/to/script.sh

# 确保脚本中使用的命令有适当权限
# 可能需要使用sudo或修改sudoers

安全最佳实践

限制用户访问：

bash

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# 使用cron.allow和cron.deny控制访问
echo "admin" > /etc/cron.allow  # 只允许admin用户
echo "user1" >> /etc/cron.deny   # 禁止user1用户

# 文件权限设置
chmod 600 /etc/cron.allow /etc/cron.deny
chown root:root /etc/cron.allow /etc/cron.deny

任务最小权限原则：

bash

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# 不要使用root运行普通任务
# 创建专用用户运行特定任务
useradd -r -s /sbin/nologin backupuser
crontab -u backupuser -e

输入验证和清理：

bash

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# 脚本中验证输入
if [ ! -f "$1" ]; then
    echo "错误：文件不存在" >&2
    exit 1
fi

# 清理敏感信息
unset PASSWORD

系统级计划任务：操作系统的"内置闹钟"

系统cron架构：多层次的"任务调度系统"

系统结构：

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/etc/crontab           → 系统主配置文件
/etc/cron.d/           → 应用专用配置文件
/etc/cron.hourly/      → 每小时执行脚本
/etc/cron.daily/       → 每天执行脚本  
/etc/cron.weekly/      → 每周执行脚本
/etc/cron.monthly/     → 每月执行脚本
/etc/anacrontab        → 错过任务补偿机制

/etc/crontab：系统任务的"总调度表"

文件结构解析：

bash

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[root@centos7 ~]# cat /etc/crontab
SHELL=/bin/bash                    # 默认shell
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin # 默认路径
MAILTO=root                        # 邮件接收者

# 任务格式：分钟 小时 日期 月份 星期 用户名 命令
# 示例：每天凌晨2点以root身份清理日志
0 2 * * * root /usr/sbin/logrotate

与用户crontab的区别：

特性	用户crontab	/etc/crontab
编辑方式	`crontab -e`	直接编辑文件
用户字段	无（默认当前用户）	必须指定用户
存储位置	`/var/spool/cron/`	`/etc/crontab`
语法差异	6个字段（时间+命令）	7个字段（时间+用户+命令）

/etc/cron.d/：应用专用的"任务分表"

设计目的：避免应用更新时覆盖系统crontab，提供模块化的任务管理。

典型内容：

bash

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[root@centos7 ~]# ls /etc/cron.d/
0hourly    raid-check    sysstat

[root@centos7 ~]# cat /etc/cron.d/0hourly
# 每小时第一分钟以root身份执行/etc/cron.hourly/目录下所有脚本
01 * * * * root run-parts /etc/cron.hourly

创建应用专用任务：

bash

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# 为myapp创建专用cron文件
[root@centos7 ~]# cat > /etc/cron.d/myapp << 'EOF'
# MyApp维护任务
SHELL=/bin/bash
PATH=/usr/local/myapp/bin:/usr/bin:/bin

# 每5分钟检查服务状态
*/5 * * * * myappuser /usr/local/myapp/bin/check_status.sh

# 每天凌晨3点清理缓存
0 3 * * * myappuser /usr/local/myapp/bin/clean_cache.sh
EOF

# 设置适当权限
[root@centos7 ~]# chmod 644 /etc/cron.d/myapp
[root@centos7 ~]# chown root:root /etc/cron.d/myapp

定时任务目录：/etc/cron.[hourly|daily|weekly|monthly]

目录结构：

text

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/etc/cron.hourly/   ← 每小时执行
/etc/cron.daily/    ← 每天执行  
/etc/cron.weekly/   ← 每周执行
/etc/cron.monthly/  ← 每月执行

运行机制：

/etc/cron.d/0hourly 触发每小时任务
每小时任务调用 run-parts /etc/cron.hourly
run-parts 按字母顺序执行目录下所有可执行脚本

创建系统级定时任务：

bash

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# 创建每日清理脚本
[root@centos7 ~]# cat > /etc/cron.daily/cleanup.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
# 清理临时文件
find /tmp -type f -mtime +7 -delete 2>/dev/null
# 清理日志文件
find /var/log -name "*.log" -mtime +30 -delete 2>/dev/null
echo "$(date): 清理任务完成" >> /var/log/cleanup.log
EOF

# 设置执行权限
[root@centos7 ~]# chmod +x /etc/cron.daily/cleanup.sh

# 测试脚本
[root@centos7 ~]# /etc/cron.daily/cleanup.sh

/etc/anacrontab：错过任务的"补偿机制"

设计目的：确保系统关机期间错过的定时任务能在开机后补执行。

文件解析：

bash

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[root@centos7 ~]# cat /etc/anacrontab
# 环境设置
SHELL=/bin/sh
PATH=/sbin:/bin:/usr/sbin:/usr/bin
MAILTO=root

# 随机延迟最大45分钟（防止任务集中执行）
RANDOM_DELAY=45

# 运行时间范围（3点-22点）
START_HOURS_RANGE=3-22

# 语法：周期天数 延迟分钟 任务标识 命令
1       5       cron.daily     nice run-parts /etc/cron.daily
7       25      cron.weekly    nice run-parts /etc/cron.weekly
@monthly 45     cron.monthly   nice run-parts /etc/cron.monthly

工作原理：

系统启动时，anacron检查/var/spool/anacron/中的时间戳文件
如果任务应该运行但未运行，则执行任务
任务执行后，更新时间戳文件

anacron时间戳文件：

bash

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[root@centos7 ~]# ls -l /var/spool/anacron/
-rw------- 1 root root 9 Dec 21 16:00 cron.daily
-rw------- 1 root root 9 Dec 21 16:00 cron.monthly
-rw------- 1 root root 9 Dec 21 16:00 cron.weekly

[root@centos7 ~]# cat /var/spool/anacron/cron.daily
20221221

实战案例：企业级计划任务架构

案例1：数据库备份系统

架构设计：

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每小时增量备份 → 每天全量备份 → 每周归档备份 → 每月异地备份

实现方案：

bash

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# 1. 创建备份用户
[root@centos7 ~]# useradd -r -s /sbin/nologin backup
[root@centos7 ~]# passwd backup

# 2. 配置SSH密钥（用于异地备份）
[root@centos7 ~]# su - backup
[backup@centos7 ~]$ ssh-keygen -t rsa
[backup@centos7 ~]$ ssh-copy-id backup@remote-server

# 3. 创建备份脚本
[backup@centos7 ~]$ cat > /usr/local/bin/db_backup.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
BACKUP_DIR="/backup/mysql"
DATE=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
DB_NAME="mydatabase"

# 每小时增量备份
if [ "$1" = "incremental" ]; then
    mysqldump --single-transaction --flush-logs \
        --master-data=2 $DB_NAME > \
        $BACKUP_DIR/incremental_$DATE.sql
    gzip $BACKUP_DIR/incremental_$DATE.sql
    
# 每天全量备份
elif [ "$1" = "full" ]; then
    mysqldump --single-transaction $DB_NAME > \
        $BACKUP_DIR/full_$DATE.sql
    gzip $BACKUP_DIR/full_$DATE.sql
    
# 每周归档
elif [ "$1" = "archive" ]; then
    tar -czf $BACKUP_DIR/archive_$DATE.tar.gz \
        $BACKUP_DIR/full_*.sql.gz
fi

# 清理旧备份（保留30天）
find $BACKUP_DIR -name "*.sql.gz" -mtime +30 -delete
find $BACKUP_DIR -name "*.tar.gz" -mtime +90 -delete
EOF

# 4. 设置cron任务
[backup@centos7 ~]$ crontab -e
# 每小时增量备份
0 * * * * /usr/local/bin/db_backup.sh incremental
# 每天凌晨2点全量备份
0 2 * * * /usr/local/bin/db_backup.sh full
# 每周日凌晨3点归档
0 3 * * 0 /usr/local/bin/db_backup.sh archive
# 每月1日凌晨4点异地备份
0 4 1 * * /usr/local/bin/remote_backup.sh

案例2：系统监控告警系统

监控架构：

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资源监控 → 阈值检测 → 告警触发 → 报告生成

实现方案：

bash

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# 1. 创建监控脚本
[root@centos7 ~]# cat > /usr/local/bin/system_monitor.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
LOG_FILE="/var/log/system_monitor.log"
ALERT_EMAIL="admin@example.com"

# 检查CPU使用率
CPU_USAGE=$(top -bn1 | grep "Cpu(s)" | awk '{print $2}' | cut -d'%' -f1)
if [ $(echo "$CPU_USAGE > 80" | bc) -eq 1 ]; then
    echo "$(date): CPU使用率过高: ${CPU_USAGE}%" >> $LOG_FILE
    echo "CPU使用率: ${CPU_USAGE}%" | mail -s "CPU告警" $ALERT_EMAIL
fi

# 检查内存使用率
MEM_USAGE=$(free | grep Mem | awk '{print $3/$2 * 100.0}')
if [ $(echo "$MEM_USAGE > 90" | bc) -eq 1 ]; then
    echo "$(date): 内存使用率过高: ${MEM_USAGE}%" >> $LOG_FILE
    echo "内存使用率: ${MEM_USAGE}%" | mail -s "内存告警" $ALERT_EMAIL
fi

# 检查磁盘使用率
df -h | grep -vE '^Filesystem|tmpfs|cdrom' | awk '{print $5 " " $1}' | while read output; do
    USAGE=$(echo $output | awk '{print $1}' | cut -d'%' -f1)
    PARTITION=$(echo $output | awk '{print $2}')
    if [ $USAGE -ge 90 ]; then
        echo "$(date): 磁盘 $PARTITION 使用率: ${USAGE}%" >> $LOG_FILE
        echo "磁盘 $PARTITION 使用率: ${USAGE}%" | mail -s "磁盘告警" $ALERT_EMAIL
    fi
done

# 检查服务状态
SERVICES=("sshd" "crond" "nginx" "mysql")
for service in "${SERVICES[@]}"; do
    if ! systemctl is-active --quiet $service; then
        echo "$(date): 服务 $service 停止运行" >> $LOG_FILE
        echo "服务 $service 停止运行" | mail -s "服务告警" $ALERT_EMAIL
        # 尝试重启服务
        systemctl restart $service
    fi
done
EOF

# 2. 设置监控任务
[root@centos7 ~]# cat > /etc/cron.d/system-monitor << 'EOF'
# 系统监控任务
SHELL=/bin/bash
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin

# 每5分钟监控一次
*/5 * * * * root /usr/local/bin/system_monitor.sh

# 每天凌晨生成报告
0 0 * * * root /usr/local/bin/generate_daily_report.sh

# 每周一生成周报
0 8 * * 1 root /usr/local/bin/generate_weekly_report.sh
EOF

高级技巧与最佳实践

性能优化：避免"任务洪峰"

问题：多个任务同时运行导致系统负载过高。

解决方案：

bash

复制代码

# 1. 分散任务执行时间
# 原：所有任务在整点运行
0 * * * * /path/to/task1.sh
0 * * * * /path/to/task2.sh

# 优化：错开执行时间
5 * * * * /path/to/task1.sh
35 * * * * /path/to/task2.sh

# 2. 使用随机延迟
# 在脚本开头添加随机睡眠
sleep $((RANDOM % 300))  # 随机0-300秒

# 3. 使用nice命令降低优先级
0 * * * * nice -n 19 /path/to/task.sh

# 4. 使用ionice控制I/O优先级
0 * * * * ionice -c2 -n7 /path/to/task.sh

错误处理：确保任务"优雅失败"

健壮的脚本设计：

bash

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#!/bin/bash
# 设置错误处理
set -euo pipefail

# 定义日志文件
LOG_FILE="/var/log/my_task.log"
exec > >(tee -a "$LOG_FILE") 2>&1

# 信号处理
trap 'echo "$(date): 任务被中断" >> "$LOG_FILE"; exit 1' INT TERM

# 任务开始
echo "$(date): 任务开始" >> "$LOG_FILE"

# 检查前置条件
if [ ! -f "/required/file" ]; then
    echo "$(date): 错误：必要文件不存在" >> "$LOG_FILE"
    exit 1
fi

# 执行主要任务
if ! /path/to/main_command; then
    echo "$(date): 错误：主命令执行失败" >> "$LOG_FILE"
    # 发送告警
    echo "任务失败" | mail -s "任务告警" admin@example.com
    exit 1
fi

# 清理工作
cleanup() {
    echo "$(date): 执行清理" >> "$LOG_FILE"
    rm -f /tmp/temp_file
}
trap cleanup EXIT

# 任务成功
echo "$(date): 任务完成" >> "$LOG_FILE"

安全加固：防止"定时炸弹"

安全策略：

最小权限原则：

bash

复制代码

# 为每个任务创建专用用户
useradd -r -s /sbin/nologin taskuser
setfacl -m u:taskuser:rx /path/to/script.sh
crontab -u taskuser -e

输入验证：

bash

复制代码

# 验证cron任务中的输入
if [[ ! "$1" =~ ^[a-zA-Z0-9_]+$ ]]; then
    echo "无效输入"
    exit 1
fi

日志审计：

bash

复制代码

# 启用cron审计
[root@centos7 ~]# auditctl -w /var/spool/cron/ -p wa -k cron_changes
[root@centos7 ~]# auditctl -w /etc/crontab -p wa -k crontab_changes
[root@centos7 ~]# auditctl -w /etc/cron.d/ -p wa -k cron_d_changes

监控与告警：任务"健康检查"

监控方案：

bash

复制代码

# 1. 监控cron服务状态
[root@centos7 ~]# cat > /usr/local/bin/monitor_cron.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
if ! systemctl is-active --quiet crond; then
    echo "cron服务停止" | mail -s "cron服务告警" admin@example.com
    systemctl restart crond
fi

# 检查最近是否有任务执行
LAST_CRON_LOG=$(grep "CROND" /var/log/cron | tail -1 | cut -d' ' -f1-3)
LAST_CRON_TIME=$(date -d "$LAST_CRON_LOG" +%s)
CURRENT_TIME=$(date +%s)
DIFF=$((CURRENT_TIME - LAST_CRON_TIME))

# 如果超过1小时没有cron日志
if [ $DIFF -gt 3600 ]; then
    echo "cron超过1小时未执行任务" | mail -s "cron活动告警" admin@example.com
fi
EOF

# 2. 监控特定任务执行情况
[root@centos7 ~]# cat > /usr/local/bin/monitor_specific_task.sh << 'EOF'
#!/bin/bash
TASK_NAME="daily_backup"
EXPECTED_TIME="02:00"
LOG_FILE="/var/log/task_monitor.log"

# 检查任务是否在预期时间执行
if grep -q "$TASK_NAME.*$(date +%Y-%m-%d)" /var/log/cron; then
    echo "$(date): $TASK_NAME 正常执行" >> $LOG_FILE
else
    echo "$(date): 警告：$TASK_NAME 未执行" >> $LOG_FILE
    echo "$TASK_NAME 未在 $EXPECTED_TIME 执行" | \
        mail -s "任务执行告警" admin@example.com
fi
EOF

# 3. 设置监控任务
[root@centos7 ~]# cat > /etc/cron.d/task-monitor << 'EOF'
# 任务监控
SHELL=/bin/bash

# 每5分钟检查cron服务
*/5 * * * * root /usr/local/bin/monitor_cron.sh

# 每天检查重要任务
0 3 * * * root /usr/local/bin/monitor_specific_task.sh

# 每周清理监控日志
0 4 * * 0 root find /var/log/task_monitor.log -mtime +30 -delete
EOF

知识点速查手册

核心命令速查

at命令家族

命令	功能	示例
`at 时间`	创建一次性任务	`at now +5 minutes`
`atq`	查看任务队列	`atq`
`at -c 任务ID`	查看任务详情	`at -c 1`
`atrm 任务ID`	删除任务	`atrm 1`
`at -l`	列出任务（同atq）	`at -l`
`at -d 任务ID`	删除任务（同atrm）	`at -d 1`

crontab命令家族

命令	功能	示例
`crontab -e`	编辑当前用户任务	`crontab -e`
`crontab -l`	列出当前用户任务	`crontab -l`
`crontab -r`	删除所有任务	`crontab -r`
`crontab -u 用户`	管理其他用户任务	`crontab -u laoma -l`
`crontab 文件`	从文件导入任务	`crontab mycron.txt`

时间表达式速查

cron时间字段

text

复制代码

*    *    *    *    *    command
│    │    │    │    │
│    │    │    │    └── 星期 (0-7) 0和7=周日
│    │    │    └── 月份 (1-12)
│    │    └── 日期 (1-31)
│    └── 小时 (0-23)
└── 分钟 (0-59)

常用表达式示例

表达式	含义
`0 * * * *`	每小时0分
`0 0 * * *`	每天0点0分
`0 0 * * 0`	每周日0点
`0 0 1 * *`	每月1日0点
`0 0 1 1 *`	每年1月1日0点
`/5 * * *`	每5分钟
`0 9-17 * * 1-5`	工作日9点到17点整点

特殊字符串

字符串	等效表达式
`@yearly`	`0 0 1 1 *`
`@monthly`	`0 0 1 * *`
`@weekly`	`0 0 * * 0`
`@daily`	`0 0 * * *`
`@hourly`	`0 * * * *`
`@reboot`	启动时运行

配置文件速查

at系统配置文件

文件	作用
`/etc/at.allow`	允许使用at的用户（白名单）
`/etc/at.deny`	禁止使用at的用户（黑名单）

cron系统配置文件

文件/目录	作用
`/etc/crontab`	系统cron主配置文件
`/etc/cron.d/`	应用专用cron配置目录
`/etc/cron.hourly/`	每小时执行脚本目录
`/etc/cron.daily/`	每天执行脚本目录
`/etc/cron.weekly/`	每周执行脚本目录
`/etc/cron.monthly/`	每月执行脚本目录
`/etc/anacrontab`	错过任务补偿配置
`/etc/cron.allow`	cron用户白名单
`/etc/cron.deny`	cron用户黑名单

常见问题诊断表

问题1：任务不执行

可能原因	检查方法	解决方案
crond服务未运行	`systemctl status crond`	`systemctl start crond`
脚本权限不足	`ls -l /path/to/script.sh`	`chmod +x /path/to/script.sh`
路径问题	脚本中使用绝对路径	设置PATH或使用绝对路径
语法错误	`crontab -l` 检查语法	修正cron表达式
环境变量问题	在crontab中设置变量	添加必要的环境变量

问题2：任务输出异常

现象	可能原因	解决方案
输出乱码	语言环境不匹配	设置`LANG=zh_CN.UTF-8`
邮件发送失败	邮件服务未配置	配置邮件服务器或重定向到文件
日志文件过大	未清理旧日志	添加日志轮转机制

问题3：系统负载过高

现象	可能原因	解决方案
整点负载峰值	任务同时启动	错开任务执行时间
I/O等待高	任务密集读写	使用ionice调整I/O优先级
CPU使用率高	计算密集型任务	使用nice调整CPU优先级

最佳实践检查清单

安全实践

使用专用用户运行任务
限制cron/at访问权限（allow/deny文件）
验证脚本输入参数
避免在cron中使用root权限
定期审计cron任务

可靠性实践

脚本中添加错误处理
记录详细执行日志
设置任务超时机制
重要任务添加监控告警
定期测试备份恢复流程

维护实践

注释cron任务说明用途
统一管理脚本存放位置
定期清理旧日志文件
使用版本控制管理脚本
文档化任务依赖关系

性能实践

错开任务执行时间
使用nice/ionice调整优先级
避免同时运行I/O密集型任务
优化脚本执行效率
监控任务执行时间

工具推荐

监控工具

cronolog - cron日志轮转工具
logrotate - 日志轮转管理
auditd - 安全审计工具

测试工具

cron模拟器 - 在线测试cron表达式
shellcheck - shell脚本语法检查
bats - bash自动化测试系统

管理工具

Webmin - 基于Web的系统管理
Cockpit - Red Hat系统管理界面
Ansible - 自动化配置管理

文档版本 ：v2.1
最后更新 ：Jan 4th, 2026
适用系统 ：RHEL/CentOS/Rocky Linux 7/8/9
作者：Origin by Laoma , Rewrite by Whisky

重要提醒：

生产环境的cron任务务必经过充分测试
重要任务必须有监控和告警机制
定期审查和清理不再需要的任务
文档化所有自动化任务的用途和依赖