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systemd 提供定時器有一段時間了，定時器替代了 cron 功能，這一特性值得看看。本文將向你介紹在系統啟動后如何使用 systemd 中的定時器來運行任務，并在此后重復運行。這不是對 systemd 的全面討論，只是對此特性的一個介紹。

快速回顧：cron、anacron 與 systemd

cron 可以以幾分鐘到幾個月或更長時間的粒度調度運行一個任務。設置起來相對簡單，它只需要一個配置文件。雖然配置過程有些深奧，但一般用戶也可以使用。

然而，如果你的系統在需要執行的時間沒有運行，那么 cron 會失敗。

anacron 克服了“系統沒有運行”的問題。它確保任務將在你的系統再次啟動時執行。雖然它旨在給管理員使用，但有些系統允許普通用戶訪問 anacron。

但是，anacron 的執行頻率不能低于每天一次。

cron 和 anacron 都存在執行上下文一致性的問題。必須注意任務運行時有效的環境與測試時使用的環境完全相同。必須提供相同的 shell、環境變量和路徑。這意味著測試和調試有時會很困難。

systemd 定時器提供了 cron 和 anacron 二者的優點，允許調度到分鐘粒度。確保在系統再次運行時執行任務，即使在預期的執行時間內系統處于關閉狀態。它對所有用戶都可用。你可以在它將要運行的環境中測試和調試執行。

但是，它的配置更加復雜，至少需要兩個配置文件。

如果你的 cron 和 anacron 配置可以很好地為你服務，那么可能沒有理由改變。但是 systemd 至少值得研究，因為它可以簡化任何當前的 cron/anacron 工作方式。

配置

systemd 定時器執行功能至少需要兩個文件。這兩個是“定時器單元timer unit”和“服務單元service unit”。（其執行的）“動作”不僅僅是簡單的命令，你還需要一個“作業”文件或腳本來執行必要的功能。

定時器單元文件定義調度表，而服務單元文件定義執行的任務。有關的更多詳細信息請參考 man systemd.timer 中提供的 .timer 單元。服務單元的詳細信息可在 man systemd.service 中找到。

單元文件存放在幾個位置（在手冊頁中有列出）。然而，對于普通用戶來說，最容易找到的位置可能是 ~/.config/systemd/user。請注意，這里的 user 是字符串 user。

示例

此示例是一個創建用戶調度作業而不是（以 root 用戶身份運行的）系統調度作業的簡單示例。它將消息、日期和時間打印到文件中。

1、首先創建一個執行任務的 shell 腳本。在你的本地 bin 目錄中創建它，例如在 ~/bin/schedule-test.sh 中。

創建文件：

touch ~/bin/schedule-test.sh

然后將以下內容添加到你剛剛創建的文件中：

#!/bin/sh
echo "This is only a test: $(date)" >> "$HOME/schedule-test-output.txt"

記住賦予你的 shell 腳本執行權限。

2、創建 .service 單元調用上面的腳本。在以下位置創建目錄與文件：~/.config/systemd/user/schedule-test.service：

[Unit]
Description=A job to test the systemd scheduler
 
[Service]
Type=simple
ExecStart=/home/<user>/bin/schedule-test.sh
 
[Install]
WantedBy=default.target

請注意 <user> 應該是你的家目錄地址，但是單元文件路徑名中的 user 實際上是字符串 user。

ExecStart 應該提供一個沒有變量的絕對地址。例外情況是，對于用戶單元文件，你可以用 %h 替換 $HOME。換句話說，你可以使用:

ExecStart=%h/bin/schedule-test.sh

這僅用于用戶單元文件，而不適用于系統服務，因為在系統環境中運行時 %h 總是返回 /root。其他特殊符號可在 man systemd.unit 的 SPECIFIERS 中找到。因為它超出了本文的范圍，所以這就是我們目前需要了解的關于特殊符號的全部內容。

3、創建一個 .timer 單元文件，該文件實際上調度你創建的 .service 單元文件。在 .service 單元文件相同位置創建它：~/.config/systemd/user/schedule-test.timer。請注意，文件名僅在擴展名上有所不同，例如一個是 .service，一個是 .timer。

[Unit]
Description=Schedule a message every 1 minute
RefuseManualStart=no  # Allow manual starts
RefuseManualStop=no   # Allow manual stops
 
[Timer]
#Execute job if it missed a run due to machine being off
Persistent=true
#Run 120 seconds after boot for the first time
OnBootSec=120
#Run every 1 minute thereafter
OnUnitActiveSec=60
#File describing job to execute
Unit=schedule-test.service
 
[Install]
WantedBy=timers.target

請注意，這個 .timer 單元文件使用了 OnUnitActiveSec 來指定調度表。OnCalendar 選項更加靈活。例如:

# run on the minute of every minute every hour of every day
 OnCalendar=*-*-* *:*:00
# run on the hour of every hour of every day
 OnCalendar=*-*-* *:00:00
# run every day
 OnCalendar=*-*-* 00:00:00
# run 11:12:13 of the first or fifth day of any month of the year
# 2012, but only if that day is a Thursday or Friday
 OnCalendar=Thu,Fri 2012-*-1,5 11:12:13

有關 OnCalendar 的更多信息參見 這里。

4、所有的部件都已就位，但你應該進行測試，以確保一切正常。首先，啟用該用戶服務:

$ systemctl --user enable schedule-test.service

這將導致類似如下的輸出:

Created symlink /home/<user>/.config/systemd/user/default.target.wants/schedule-test.service → /home/<user>/.config/systemd/user/schedule-test.service.

現在執行測試工作：

$ systemctl --user start schedule-test.service

檢查你的輸出文件（$HOME/schedule-test-output.txt），確保你的腳本運行正常。應該只有一個條目，因為我們還沒有啟動定時器。必要時進行調試。如果你需要更改 .service 單元文件，而不是更改它調用的 shell 腳本，請不要忘記再次啟用該服務。

5、一旦作業正常運行，通過為服務啟用、啟動用戶定時器來實時調度作業：

$ systemctl --user enable schedule-test.timer
$ systemctl --user start schedule-test.timer

請注意，你已經在上面的步驟 4 中啟動、啟用了服務，因此只需要為它啟用、啟動定時器。

enable 命令會產生如下輸出：

Created symlink /home/<user>/.config/systemd/user/timers.target.wants/schedule-test.timer → /home/<user>/.config/systemd/user/schedule-test.timer.

start 命令將只是返回命令行界面提示符。

其他操作

你可以檢查和監控服務。如果你從系統服務收到錯誤，下面的第一個命令特別有用：

$ systemctl --user status schedule-test
$ systemctl --user list-unit-files

手動停止服務：

$ systemctl --user stop schedule-test.service

永久停止并禁用定時器和服務，重新加載守護程序配置并重置任何失敗通知：

$ systemctl --user stop schedule-test.timer
$ systemctl --user disable schedule-test.timer
$ systemctl --user stop schedule-test.service
$ systemctl --user disable schedule-test.service
$ systemctl --user daemon-reload
$ systemctl --user reset-failed

總結

本文以 systemd 定時器為出發點，但是 systemd 的內容遠不止于此。這篇文章應該為你提供一個基礎。你可以從 Fedora Magazine systemd 系列 開始探索更多。