Systemd 定时器指南：取代 Cron 任务实现可靠调度

几十年来，cron 一直是 Linux 和类 Unix 系统上任务调度的事实标准。它的简单性和普遍性使其成为管理员和开发人员不可或缺的工具。然而，随着 Linux 系统的发展，特别是随着 systemd 作为系统和服务管理器的出现，更强大、更集成的调度机制也应运而生。systemd 定时器单元（.timer 文件）提供了一种现代、强大且通常优于传统 cron 任务的替代方案。

本指南将探讨 systemd 定时器的优势，详细介绍它们如何与 systemd 生态系统的其余部分无缝集成。我们将提供关于配置定时器（.timer）和服务（.service）文件的全面演练，使您能够创建健壮、可重现且易于管理的预定任务。阅读完本文后，您将理解为什么 systemd 定时器通常是现代 Linux 环境中可靠任务调度的首选。

理解 Systemd 定时器

systemd 定时器是 systemd 单元文件，用于控制何时激活其他 systemd 单元，通常是 service 单元。与作为独立守护进程的 cron 不同，systemd 定时器是 systemd 初始化系统不可或缺的一部分。这种深度集成带来了多项显著优势，尤其是在可靠性、日志记录和资源管理方面。

一个 systemd 定时器总是与另一个单元（最常见的是 service 单元）协同工作。.timer 文件定义了事件应该在何时发生，而相应的 .service 文件定义了当该事件触发时应该执行什么操作。这种清晰的职责分离使 systemd 定时器具有高度的模块化和灵活性。

Systemd 定时器相对于 Cron 的主要优势

尽管 cron 功能完备，但 systemd 定时器解决了它的许多局限性，提供了一个更健壮、功能更丰富的调度解决方案：

可靠性和持久性：如果一个 systemd 定时器配置了 Persistent=true，并且系统在预定运行期间关闭，那么关联的服务将在系统再次启动后不久执行。另一方面，如果系统停机，cron 任务则会简单地错过它们的预定运行。
与 systemd 集成：定时器受益于 systemd 强大的日志记录（通过 journalctl）、依赖项管理和资源控制（cgroups）。这意味着更好的监控、更清晰的错误报告，以及为预定任务定义复杂的启动顺序或资源限制的能力。
可重现性和版本控制：systemd 单元文件是纯文本文件，可以轻松存储在版本控制系统中。这允许可重现的部署，并更容易地跟踪跨多个系统的预定任务的更改。
基于事件的调度：除了简单基于时间的调度之外，systemd 定时器可以相对于系统启动（OnBootSec）或在单元上次激活之后（OnUnitActiveSec）触发，从而提供更动态的调度选项。
灵活的时间表达式：systemd 提供了一套丰富的日历事件表达式，通常比 cron 的语法更具可读性和通用性，包括按小时、按日、按周以及特定日期/时间。
资源管理和依赖项：由定时器启动的 systemd 服务继承了 systemd 环境，包括 cgroup 设置，并且可以声明对其他 systemd 单元的依赖（例如，等待网络或数据库可用后才运行）。
标准输出/错误处理：systemd 自动捕获由定时器启动的服务的 stdout 和 stderr，并将它们导向系统日志（system journal），使得调试和审计比使用 cron 基于电子邮件的输出或手动重定向要简单得多。

配置 Systemd 定时器

配置 systemd 定时器涉及创建两个单元文件：一个服务单元（.service）和一个定时器单元（.timer）。这些文件通常放置在 /etc/systemd/system/ 中用于系统范围的定时器，或放置在 ~/.config/systemd/user/ 中用于用户特定的定时器。

1. 服务单元（`.service` 文件）

服务单元定义了要执行的实际命令或脚本。它是一个标准的 systemd 服务文件，但通常设计为非交互式运行并执行特定任务。

示例：/etc/systemd/system/mytask.service

[Unit]
Description=My Scheduled Task Service

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/usr/local/bin/mytask.sh
User=myuser
Group=mygroup
# Optional: Limit resources
# CPUShares=512
# MemoryLimit=1G

[Install]
WantedBy=multi-user.target

解释：

[Unit]：包含有关该单元的一般信息。
- Description：人类可读的描述。
[Service]：定义特定于服务的配置。
- Type=oneshot：指示该服务运行单个命令后退出。这对于预定任务很常见。
- ExecStart：要执行的命令或脚本。提供完整路径。
- User、Group：定义运行该命令的用户和组。始终以必要的最低权限运行任务。
- CPUShares、MemoryLimit：（可选）systemd 允许您利用 cgroups 为服务设置资源限制。
[Install]：定义应如何启用该单元。
- WantedBy=multi-user.target：虽然存在，但对于定时器触发的服务来说，此部分通常不太关键，因为定时器单元本身通常决定了激活方式。但是，如果您也希望该服务可以手动激活或集成到其他 systemd target 中，则它可能很有用。

2. 定时器单元（`.timer` 文件）

定时器单元定义了相应的服务单元应该在何时激活。它必须与其服务对应单元具有相同的名称（例如，mytask.service 对应 mytask.timer）。

示例：/etc/systemd/system/mytask.timer

[Unit]
Description=Runs mytask.service daily

[Timer]
OnCalendar=daily
Persistent=true
RandomizedDelaySec=600
AccuracySec=1min

[Install]
WantedBy=timers.target