定时任务 (Timer)

systemd timer 是 cron 的现代替代方案，提供了更精确的调度控制、完善的日志集成和依赖管理能力。在 CentOS/AlmaLinux/Rocky Linux 上，越来越多的系统任务已经从 cron 迁移到了 systemd timer。

Timer 与 Cron 的对比

特性	systemd Timer	Cron
日志集成	自动集成 journald，可用 journalctl 查看	需要手动配置日志重定向
依赖管理	支持 After=、Requires= 等依赖声明	无依赖管理
错过执行	支持 Persistent=true，错过的任务会在下次启动时补执行	错过即丢失
资源控制	可设置 CPU、内存、IO 限制	无资源控制
精度	支持微秒级精度	最小粒度为 1 分钟
开机延迟	支持 OnBootSec= 等相对时间触发	不支持
随机延迟	支持 RandomizedDelaySec= 分散负载	不支持
管理方式	统一使用 systemctl 管理	需要编辑 crontab 文件

Timer 的工作原理

systemd timer 以成对的方式工作：每个 .timer 单元对应一个同名的 .service 单元。当定时器触发时，systemd 会自动启动对应的 service 单元。

例如：

backup.timer — 定义触发时间
backup.service — 定义要执行的任务

两种定时器类型

单调定时器（Monotonic Timer）

基于相对时间触发，适合”距离某个事件过了多久”的场景：

指令	说明
`OnBootSec=`	系统启动后多久触发
`OnActiveSec=`	定时器激活后多久触发
`OnStartupSec=`	systemd 启动后多久触发
`OnUnitActiveSec=`	对应服务上次激活后多久再次触发
`OnUnitInactiveSec=`	对应服务上次完成后多久再次触发

日历定时器（Realtime/Calendar Timer）

基于绝对时间触发，类似 cron 的定时方式：

指令	说明
`OnCalendar=`	按日历时间表达式触发

OnCalendar 时间语法

OnCalendar= 使用以下格式：

星期 年-月-日 时:分:秒

常用时间表达式

表达式	说明	等效 Cron
`--* 00:00:00`	每天午夜	`0 0 * * *`
`--* *:00:00`	每小时整点	`0 * * * *`
`--* ::00`	每分钟	`* * * * *`
`--01 00:00:00`	每月 1 号午夜	`0 0 1 * *`
`Mon --* 08:00:00`	每周一早上 8 点	`0 8 * * 1`
`Mon..Fri --* 18:00:00`	工作日每天 18 点	`0 18 * * 1-5`
`--* 06,18:00:00`	每天 6 点和 18 点	`0 6,18 * * *`
`--* 09:00:00/2h`	9 点起每 2 小时	—

systemd 还提供了便捷的预设值：

预设值	等价表达式
`minutely`	`--* ::00`
`hourly`	`--* *:00:00`
`daily`	`--* 00:00:00`
`weekly`	`Mon --* 00:00:00`
`monthly`	`--01 00:00:00`
`yearly`	`*-01-01 00:00:00`

验证时间表达式

使用 systemd-analyze calendar 来验证表达式是否正确，并预览接下来的触发时间：

systemd-analyze calendar "Mon..Fri *-*-* 09:00:00"

systemd-analyze calendar "*-*-* *:00/15:00"

创建定时任务：完整示例

下面以一个数据库备份任务为例，演示如何创建 timer + service 对。

第一步：创建备份脚本

sudo vim /opt/scripts/db-backup.sh

写入以下内容：

#!/bin/bash
BACKUP_DIR="/backup/database"
TIMESTAMP=$(date +%Y%m%d_%H%M%S)
mkdir -p "$BACKUP_DIR"
mysqldump --all-databases | gzip > "$BACKUP_DIR/all-db-$TIMESTAMP.sql.gz"
# 删除 7 天前的备份
find "$BACKUP_DIR" -name "*.sql.gz" -mtime +7 -delete
echo "Database backup completed: all-db-$TIMESTAMP.sql.gz"

sudo chmod +x /opt/scripts/db-backup.sh

第二步：创建 service 单元文件

sudo vim /etc/systemd/system/db-backup.service

[Unit]
Description=Database Backup Service
After=mariadb.service
Wants=mariadb.service

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/opt/scripts/db-backup.sh
User=root
StandardOutput=journal
StandardError=journal

# 超时设置（备份大数据库可能需要较长时间）
TimeoutStartSec=3600

# 安全加固
PrivateTmp=true
ProtectHome=true

注意：timer 触发的 service 通常不需要 [Install] 段，因为它由 timer 启动而非直接 enable。

第三步：创建 timer 单元文件

sudo vim /etc/systemd/system/db-backup.timer

[Unit]
Description=Run Database Backup Daily at 2:00 AM

[Timer]
OnCalendar=*-*-* 02:00:00
RandomizedDelaySec=300
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

配置说明：

指令	说明
`OnCalendar=--* 02:00:00`	每天凌晨 2 点触发
`RandomizedDelaySec=300`	随机延迟 0-300 秒，避免多台服务器同时执行
`Persistent=true`	如果错过了执行时间（如服务器关机），下次启动时立即补执行

第四步：启用定时器

sudo systemctl daemon-reload

sudo systemctl enable --now db-backup.timer

第五步：验证定时器

sudo systemctl status db-backup.timer

sudo systemctl start db-backup.service

sudo journalctl -u db-backup.service -n 20

使用单调定时器

除了基于日历时间的定时器，单调定时器适合”每隔一段时间执行一次”的场景：

[Unit]
Description=Run Health Check Every 5 Minutes

[Timer]
OnBootSec=1min
OnUnitActiveSec=5min

[Install]
WantedBy=timers.target

[Unit]
Description=System Health Check

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/opt/scripts/health-check.sh

列出和管理定时器

查看所有活动的定时器

systemctl list-timers

查看所有定时器（包括未激活的）

systemctl list-timers --all

临时停止定时器

sudo systemctl stop db-backup.timer

永久禁用定时器

sudo systemctl disable --now db-backup.timer

从 Cron 迁移到 Timer

如果你有一个现有的 crontab 任务：

30 3 * * * /opt/scripts/cleanup.sh

对应的 systemd timer 配置为：

[Unit]
Description=Daily Cleanup Task

[Service]
Type=oneshot
ExecStart=/opt/scripts/cleanup.sh

[Unit]
Description=Run Cleanup Daily at 3:30 AM

[Timer]
OnCalendar=*-*-* 03:30:00
Persistent=true

[Install]
WantedBy=timers.target

sudo systemctl daemon-reload && sudo systemctl enable --now cleanup.timer

确认 timer 正常工作后，再删除对应的 crontab 条目：

sudo crontab -e

排查定时器问题

sudo systemctl status db-backup.timer

sudo systemctl status db-backup.service

systemctl show db-backup.timer

systemd-analyze calendar "*-*-* 02:00:00"

sudo journalctl -u db-backup.timer -u db-backup.service --since today