Linux cron 定时任务

cron 是类 Unix 系统中基于时间的任务调度器，守护进程 crond(在 Debian/Ubuntu 上叫 cron)每分钟扫描一次 crontab 表，匹配到当前时间就触发对应命令。它的用途非常广泛：定期备份、日志轮转、证书续期、数据同步、健康检查……几乎所有"每隔一段时间就要跑一遍"的需求都可以交给它。这篇文章梳理 crontab 的表达式语法、常用命令、系统级目录约定，以及生产环境里最容易踩到的坑。

表达式语法

一条 crontab 规则由五个时间字段加上一个命令字段组成，字段之间用空格或制表符分隔:

┌──────────── minute (0 - 59)
│ ┌────────── hour (0 - 23)
│ │ ┌──────── day of month (1 - 31)
│ │ │ ┌────── month (1 - 12) 或 jan,feb,mar,apr ...
│ │ │ │ ┌──── day of week (0 - 6, 0=Sunday) 或 sun,mon ...
│ │ │ │ │
* * * * * command

原文里写了一个 [optional] seconds 字段，那是 some 实现(如ISC Cron 之外的 Quartz、Spring @Scheduled、croniter 等)才有的扩展,标准 Vixie cron / cronie / Debian cron 只支持 5 个字段,后面示例均以 5 字段为准。

四个特殊字符在所有字段中都通用:

• * —— 代表"从最小值到最大值"的所有取值，即不做限制。
• - —— 闭区间，例如 8-11 表示 8、9、10、11。
• , —— 列表，例如 1,2,5,9,也可以混用区间 0-4,8-12。
• / —— 步长，例如 */2 表示每 2 个单位,0-23/2 表示从 0 点起每 2 小时。

需要注意 day of month 与 day of week 的逻辑是 OR 而不是 AND:当两个字段都"被限制"(即都不是 *)时，任一字段匹配都会触发。Debian crontab(5) 给的例子是 30 4 1,15 * 5,它的含义是"每月 1 号、15 号 4:30，以及每个周五 4:30",而不是"既是 1/15 号又是周五"。如果想要 AND 语义，得在命令里再判断一次日期。

命名取值用月份和星期英文前三个字母（大小写不敏感）,如 jan、sun,但不能用区间或列表形式(1-5 没问题,mon-fri 不行)。0 和 7 都代表周日。

@ 别名快捷写法

man page 提供了一组替代五字段的"昵称",使用时以 @ 开头，只占一个字段位置:

@reboot 在容器/云主机里尤其方便，可以在机器拉起时初始化工作目录、注册服务。

在线表达式生成器

手写表达式容易把"每 5 分钟"和"第 5 分钟"写反，推荐用 crontab-generator 在线生成并预览下一次执行时间，再贴回 crontab。

常用命令

crontab(1) 是用户管理自己调度表的入口，常用选项:

crontab -e            # 编辑当前用户的 crontab(用 $EDITOR 指定的编辑器)
crontab -l            # 打印当前用户的 crontab 到 stdout
crontab -l > cron.bak # 备份当前 crontab
crontab cron.txt      # 用 cron.txt 文件整体替换当前 crontab
crontab -r            # 删除当前用户的 crontab(谨慎!)
crontab -ri           # 删除前询问 y/N 确认
crontab -u app -l     # 以 root 身份查看指定用户的 crontab

crontab -l | crontab - 这种管道写法非常常用——- 表示从 stdin 读取并替换。注意 Debian 系默认在 -l 时会去掉头部那三行 DO NOT EDIT THIS FILE 注释，因此这个管道是幂等的;如想保留头部，把环境变量 CRONTAB_NOHEADER 设为 N。

用户的 crontab 实际保存在 /var/spool/cron/crontabs/ 下，文件名就是用户名。该目录只有 crontab 组可写,不要手工编辑这些文件——只能通过 crontab -e 修改，这样 cron 才会重新加载并校验。

系统级定时任务

除了每个用户一份的 crontab，系统层面还有几处约定的位置:

• /etc/crontab —— 系统主 crontab，格式比用户 crontab 多一列用户名,例如 30 3 * * * root /usr/local/bin/backup.sh。在 Debian/Ubuntu 上，它默认通过 run-parts 调用下面四个目录。
• /etc/cron.d/ —— drop-in 目录，适合软件包或运维脚本分发定时任务，文件格式同 /etc/crontab(含用户名),独立于 /etc/crontab,不继承主 crontab 的环境变量。文件名只能由字母、数字、下划线、连字符组成，带点会被忽略。
• /etc/cron.{hourly,daily,weekly,monthly}/ —— 把可执行脚本放进去即可被 run-parts 周期性调用，无需关心表达式。脚本必须可执行、属主为 root、对 group/other 不可写。
• /etc/cron.allow / /etc/cron.deny —— 访问控制白/黑名单，二者都存在时以 allow 为准;都缺失时，在一些发行版上仅 root 能用 crontab。

如果机器装了 anacron,Debian 会禁用 /etc/crontab 里的 daily/weekly/monthly 行，改由 anacron 处理，以支持"关机错过了也能补跑";hourly 仍由 cron 直接触发。

常见问题

下面这些坑几乎每个写过 crontab 的人都至少踩过一次，逐一过一遍。

1. 默认 shell 是 /bin/sh 而不是 bash

这是最容易出问题的一点。crontab(5) 明确写着:SHELL 默认设置为 /bin/sh。在 Debian/Ubuntu 上 /bin/sh 是 dash,一个 POSIX 兼容但不支持 bash 扩展的轻量 shell。因此下面这些写法在 cron 里会失败:

• [[ ... ]] 双括号测试
• 数组 arr=(a b c)、arr[@]
• function name { ... } 关键字
• source file(. 才是 POSIX)
• 进程替换 <(cmd)
• $RANDOM、$SECONDS 等 bash 内置变量
• bash 风格的字符串展开 ${var,,}、${var/foo/bar/}

解决方式：在 crontab 顶部显式切换 shell，并把 PATH 写全:

SHELL=/bin/bash
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin

*/5 * * * * /opt/scripts/sync.sh

或者把命令包成 bash -l -c '...',以登录 shell 方式运行(会读取 /etc/profile、~/.bash_profile)。参考 Linux crontab 输出重定向不生效问题解决 的分析。

2. 文件包含 Windows 换行（CRLF）

从 Windows 编辑器拷过来的 cron.txt 经常带 \r\n,crontab 解析时会把 \r 当成时间字段的一部分，报出 bad minute / bad command 之类的怪错，任务"看起来存在却永远不执行"。处理方法:

dos2unix cron.txt
# 或者
sed -i 's/\r$//' cron.txt

vi/vim 里可以用 :set fileformat=unix 然后保存。其它常见原因可参考 为什么 crontab 不执行。

3. PATH 极简，命令找不到

cron 给出的环境非常"干净",通常只有 PATH=/usr/bin:/bin(甚至完全没设 PATH，继承自 cron 守护进程的启动环境)。因此 node、docker、go、/usr/local/bin/ 下的程序、自己装的二进制，都可能报 command not found。最稳妥的做法是命令一律用绝对路径:

*/10 * * * * /usr/local/bin/python3 /opt/app/healthcheck.py >> /var/log/hc.log 2>&1

环境变量也建议显式声明在 crontab 头部(name = value 形式),不要指望从 ~/.bashrc 继承——cron 不会读取它。

4. 百分号 % 被当作换行

在命令字段里，未转义的 % 会被翻译成换行，且第一个 % 之后的内容作为 stdin 传给命令。这是 date 命令最常见的陷阱:

# 错误:%Y 会被截断
0 0 * * * echo "today is $(date +%Y-%m-%d)" >> /tmp/d.log

# 正确:转义反斜杠(或在脚本里调用 date)
0 0 * * * echo "today is $(date +\%Y-\%m-\%d)" >> /tmp/d.log

把逻辑放进 shell 脚本里再用 cron 调用，可以彻底规避这类字符问题。

5. 没有重定向输出，失败时毫无痕迹

crontab(5) 规定：只要 MAILTO 没有置空，命令的 stdout/stderr 会被邮寄给 crontab 所有者(或 MAILTO 指定的地址)。现代服务器通常没配 MTA，邮件静默失败，结果就是"任务没跑也不知道"。所以务必显式重定向:

MAILTO=""
0 3 * * * /usr/local/bin/backup.sh >> /var/log/backup.log 2>&1

把 MAILTO="" 显式置空，既能让 cron 不去发邮件，又能避免邮件堆积在队列里。

6. 任务重叠运行

cron 本身没有锁,如果上一次任务还没跑完，下一次触发会再启动一个实例，可能造成资源争抢或重复写入。用 flock 加文件锁可以优雅解决:

*/5 * * * * /usr/bin/flock -n /tmp/sync.lock /opt/scripts/sync.sh

-n 表示拿不到锁就立即退出，不会排队等待。

7. 排错时怎么看日志

确认任务是否被触发，看 cron 守护进程日志:

# systemd 系统
journalctl -u cron --since "1 hour ago"
journalctl -u crond -f          # CentOS/RHEL,实时跟踪

# 老式 rsyslog
grep CRON /var/log/syslog

日志里出现 CMD (...) 行就说明 cron 已经触发命令了;如果命令没产生预期效果，问题大概率在脚本环境（参照上面 1/3/4 条）。注意 Ubuntu 24.04 最小安装默认不带 rsyslog,/var/log/syslog 不存在，只能用 journalctl。

实用示例

SHELL=/bin/bash
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
MAILTO=""

# 每天凌晨 3 点全量备份,带文件锁防重叠
0 3 * * *       /usr/bin/flock -n /tmp/backup.lock /opt/scripts/backup.sh >> /var/log/backup.log 2>&1

# 每 5 分钟拉取一次健康指标
*/5 * * * *     /opt/scripts/healthcheck.py

# 每周日凌晨 4 点清理 7 天前的日志
0 4 * * 0       /usr/bin/find /var/log/app -type f -mtime +7 -delete

# 每月 1 号 0 点跑月报
0 0 1 * *       /opt/scripts/monthly_report.sh

# 工作日 9:30 发站内信提醒
30 9 * * 1-5    /usr/local/bin/notify "standup"

# 开机后延迟初始化
@reboot         /opt/scripts/bootstrap.sh

小结

cron 是个朴素却长青的工具，80% 的"踩坑"其实来自两点:运行环境与交互 shell 不一致、表达式语义有偏差。把 SHELL / PATH / MAILTO 在 crontab 顶部写清楚，命令一律用绝对路径，任务加上输出重定向和 flock 锁，再配合 journalctl -u cron 排查，绝大多数定时任务都能稳定跑起来。

参考

• crontab(5) — Debian manpages
• crontab(1) — Debian manpages
• cron(8) — Debian manpages
• crontab(5) — man7.org
• crontab-generator 在线生成器
• Linux crontab 输出重定向不生效问题解决
• 为什么 crontab 不执行