如何使用Systemd定时服务

December 3, 2021

上一篇文章中介绍的locate文件查找命令,需要依赖updatedb更新索引才能快速查找文件,因此需要定时运行该命令来更新文件索引。我们知道在Linux和类Unix系统上通常使用crontab来创建定时任务。

在Ubuntu上我们使用apt install mlocate之后,会安装一个脚本文件到 /etc/cron.daily/mlocate,也就是通过Cron机制来每天执行updatedb。然而在我的openSUSE上却并未发现有相关的Crontab配置,但我发现索引文件还是在每天的零点进行了更新,那这个定时任务是谁来执行的呢?

我通过查找与mlocate相关的文件,发现了以下几个文件:

❯ locate "mlocate"
/etc/systemd/system/timers.target.wants/mlocate.timer
/usr/lib/systemd/system/mlocate.service
/usr/lib/systemd/system/mlocate.timer

原来在openSUSE系统上,使用的是Systemd的定时单元来实现的。Systemd是一种Linux系统服务管理程序,在我之前的文章在OPENSUSE上使用SYSTEMCTL管理系统服务中介绍过。

那这里我们将重点介绍下Systemd的定时服务(systemd timer unit)。

systemd定时单元

类似与Cron,systemd的定时单元在Linux系统上提供了机制来调度任务,相比于Cron机制,其他具有以下特性(在使用systemd作为初始化和服务管理的系统上):

  • 调度的任务可以依赖于其他systemd服务
  • 可以使用systemctl命令来管理定时单元,类似与管理systemd服务
  • 除了类似Cron的循环实时定时任务(realtime)之外,还支持一种基于非时间事件触发的任务(monotonic)
  • 定时单元记录日志到systemd的日志系统(journal),因此方便于统一监控和诊断

systemd定时任务的类型

上面的特性中,我们提到其支持两种类型 - realtime 和 monotonic

  • Realtime - 类似于Cron,这种类型的定时任务由定义的绝对时间来触发,在配置文件中通过 OnCalendar 选项来定义
  • Monotonic - 这种类型的定时任务将会在指定的事件(例如系统启动,服务激活)一定时间后触发,在配置文件中通过 OnBootSecOnUnitActiveSecOnStartupSec 等选项来定义,并且该类型的定时任务触发时间不是固定的,在每一次系统重启之后都会被重置

systemd定时任务的配置

在文章开始,我们在寻找mlocate更新文件索引的定时任务时看到,有文件 /usr/lib/systemd/system/mlocate.timer ,没错,就是通过以 .timer 作为扩展名的systemd单元文件来定义systemd的定时单元的

[Unit]
Description=Daily locate database update
Documentation=man:updatedb

[Timer]
OnCalendar=daily
AccuracySec=12h
Unit=mlocate.service
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

可以看到文件格式与systemd服务的单元文件类似,不过需要 [Timer] 段,在该段定义了如下选项

  • OnCalendar=daily,意思是每天触发
  • AccuracySec=12h,意思是由于某些原因需要推测执行的时间
  • Unit=mlocate.service,这里就是指定了需要执行的任务服务
  • Persistent=true,指定如果由于关机等原因到时了为能执行任务的情况下,启动会立即触发该任务

那该定时单元指定了 mlocate.service 作为触发执行的任务,也就是 /usr/lib/systemd/system/mlocate.service 里定义的服务,那服务里就是定义使用 updatedb 命令去更新文件索引。

对于 OnCalendar ,其值支持的格式为 DayOfWeek Year-Month-Day Hour:Minute:Second,例如

  • OnCalendar=--* 5:00:00,指定在每天早上的5点执行
  • OnCalendar=Fri 18:00:00,指定在每个月的周五下午6点执行

在一个配置文件中,还可以指定多个 OnCalendar ,例如

OnCalendar=Mon..Fri 10:00
OnCalendar=Sat,Sun 22:00

上面的配置就指定了在周一到周五的每天上午10点,以及在周末两天的晚上10点执行。

下面我们来举一个使用monotonic类型定时任务的例子,在目录 /etc/systemd/system/ 下服务单元文件 foo.service

[Unit]
Description="Foo shell script"

[Service]
ExecStart=/usr/local/bin/foo.sh

同时创建一个定时单元文件 foo.timer

[Unit]
Description="Run foo shell script"

[Timer]
OnBootSec=5min
OnUnitActiveSec=24h
Unit=foo.service

[Install]
WantedBy=multi-user.target

这里我们看到在 [Timer] 段,我们定义一下选项

  • OnBootSec=5min,指定了在系统启动5分钟后触发指定服务的执行
  • OnUnitActiveSec=24h,指定了在服务在激活之后的24小时执行,也就是每天都会执行一次(但是执行的具体时间取决于开机时间)
  • Unit=foo.service,指定了触发的任务是我们上面定义的foo服务,也就是执行 foo.sh 脚本

管理timer单元

上面的特性中,我们说道timer单元可以通过 systemctl 命令进行管理,类似管理服务单元

  • sudo systemctl start foo.timer ,启动指定的定时单元
  • sudo systemctl enable foo.timer ,开启定时单元自动激活(开机自启)
  • sudo systemctl list-timers ,列出当前系统已激活的定时单元

例如

❯ sudo systemctl list-timers
NEXT                         LEFT                LAST                         PASSED      UNIT                         ACTIVATES
Fri 2021-12-03 17:00:00 CST  22min left          Fri 2021-12-03 16:00:03 CST  37min ago   snapper-timeline.timer       snapper-timeline.service
Sat 2021-12-04 00:00:00 CST  7h left             Fri 2021-12-03 00:00:03 CST  16h ago     logrotate.timer              logrotate.service
Sat 2021-12-04 00:00:00 CST  7h left             Fri 2021-12-03 00:00:03 CST  16h ago     mandb.timer                  mandb.service
Sat 2021-12-04 00:00:00 CST  7h left             Fri 2021-12-03 00:00:03 CST  16h ago     mlocate.timer                mlocate.service

我们还可以直接使用 journalctl 来查看相关日志,例如

❯ sudo journalctl -u mlocate
-- Logs begin at Thu 2021-12-02 06:58:59 CST, end at Fri 2021-12-03 16:41:26 CST. --
Dec 03 00:00:03 linux-dev systemd[1]: Starting Update locate database...
Dec 03 00:00:03 linux-dev su[864]: (to nobody) root on none
Dec 03 00:00:06 linux-dev systemd[1]: Started Update locate database.

同时查看mlocate定时单元和服务的日志。

关于更多的配置细节,可以参考官方文档

总结

如果你的系统使用的Systemd作为初始化和服务管理系统,并且想使用到我们之前提到的特性,那么我们可以使用systemd的timer单元来定义我们的定时任务。当然大部分系统还是支持Crontab机制的定时任务。


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