Systemd 作為 Linux 的系統啟動器，功能強大。
本文透過一個簡單例子，介紹 Systemd 如何設定定時任務。這不僅實用，而且可以作為 Systemd 的上手教程。
一、定時任務
所謂定時任務，就是未來的某個或多個時點，預定要執行的任務，比如每五分鐘收一次郵件、每天半夜兩點分析一下日誌等等。
Linux 系統通常都使用 cron 設定定時任務，但是 Systemd 也有這個功能，而且優點顯著。
- 自動生成日誌，配合 Systemd 的日誌工具，很方便除錯
- 可以設定記憶體和 CPU 的使用額度，比如最多使用50%的 CPU
- 任務可以拆分，依賴其他 Systemd 單元，完成非常複雜的任務
下面，我就來演示一個 Systemd 定時任務：每小時傳送一封電子郵件。
二、郵件指令碼
先寫一個發郵件的指令碼mail.sh。
#!/usr/bin/env bash echo "This is the body" | /usr/bin/mail -s "Subject" [email protected]
上面程式碼的[email protected]，請替換成你的郵箱地址。
然後，執行這個指令碼。
$ bash mail.sh
執行後，你應該就會收到一封郵件，標題為Subject。
如果你的 Linux 系統不能發郵件，建議安裝 ssmtp 或者 msmtp。另外，mail命令的用法，可以參考這裡。
三、Systemd 單元
學習 Systemd 的第一步，就是搞懂"單元"（unit）是什麼。
簡單說，單元就是 Systemd 的最小功能單位，是單個程式的描述。一個個小的單元互相呼叫和依賴，組成一個龐大的任務管理系統，這就是 Systemd 的基本思想。
由於 Systemd 要做的事情太多，導致單元有很多不同的種類，大概一共有12種。舉例來說，Service 單元負責後臺服務，Timer 單元負責定時器，Slice 單元負責資源的分配。
每個單元都有一個單元描述檔案，它們分散在三個目錄。
/lib/systemd/system：系統預設的單元檔案/etc/systemd/system：使用者安裝的軟體的單元檔案/usr/lib/systemd/system：使用者自己定義的單元檔案
下面的命令可以檢視所有的單元檔案。
# 檢視所有單元 $ systemctl list-unit-files # 檢視所有 Service 單元 $ systemctl list-unit-files --type service # 檢視所有 Timer 單元 $ systemctl list-unit-files --type timer
四、單元的管理命令
下面是常用的單元管理命令。
# 啟動單元 $ systemctl start [UnitName] # 關閉單元 $ systemctl stop [UnitName] # 重啟單元 $ systemctl restart [UnitName] # 殺死單元程式 $ systemctl kill [UnitName] # 檢視單元狀態 $ systemctl status [UnitName] # 開機自動執行該單元 $ systemctl enable [UnitName] # 關閉開機自動執行 $ systemctl disable [UnitName]
五、Service 單元
前面說過，Service 單元就是所要執行的任務，比如傳送郵件就是一種 Service。
新建 Service 非常簡單，就是在/usr/lib/systemd/system目錄裡面新建一個檔案，比如mytimer.service檔案，你可以寫入下面的內容。
[Unit] Description=MyTimer [Service] ExecStart=/bin/bash /path/to/mail.sh
可以看到，這個 Service 單元檔案分成兩個部分。
[Unit]部分介紹本單元的基本資訊（即後設資料），Description欄位給出這個單元的簡單介紹（名字叫做MyTimer）。
[Service]部分用來定製行為，Systemd 提供許多欄位。
ExecStart：systemctl start所要執行的命令ExecStop：systemctl stop所要執行的命令ExecReload：systemctl reload所要執行的命令ExecStartPre：ExecStart之前自動執行的命令ExecStartPost：ExecStart之後自動執行的命令ExecStopPost：ExecStop之後自動執行的命令
注意，定義的時候，所有路徑都要寫成絕對路徑，比如bash要寫成/bin/bash，否則 Systemd 會找不到。
現在，啟動這個 Service。
$ sudo systemctl start mytimer.service
如果一切正常，你應該就會收到一封郵件。
六、Timer 單元
Service 單元只是定義瞭如何執行任務，要定時執行這個 Service，還必須定義 Timer 單元。
/usr/lib/systemd/system目錄裡面，新建一個mytimer.timer檔案，寫入下面的內容。
[Unit] Description=Runs mytimer every hour [Timer] OnUnitActiveSec=1h Unit=mytimer.service [Install] WantedBy=multi-user.target
這個 Timer 單元檔案分成幾個部分。
[Unit]部分定義後設資料。
[Timer]部分定製定時器。Systemd 提供以下一些欄位。
OnActiveSec：定時器生效後，多少時間開始執行任務OnBootSec：系統啟動後，多少時間開始執行任務OnStartupSec：Systemd 程式啟動後，多少時間開始執行任務OnUnitActiveSec：該單元上次執行後，等多少時間再次執行OnUnitInactiveSec： 定時器上次關閉後多少時間，再次執行OnCalendar：基於絕對時間，而不是相對時間執行AccuracySec：如果因為各種原因，任務必須推遲執行，推遲的最大秒數，預設是60秒Unit：真正要執行的任務，預設是同名的帶有.service字尾的單元Persistent：如果設定了該欄位，即使定時器到時沒有啟動，也會自動執行相應的單元WakeSystem：如果系統休眠，是否自動喚醒系統
上面的指令碼里面，OnUnitActiveSec=1h表示一小時執行一次任務。其他的寫法還有OnUnitActiveSec=*-*-* 02:00:00表示每天凌晨兩點執行，OnUnitActiveSec=Mon *-*-* 02:00:00表示每週一凌晨兩點執行，具體請參考官方文件。
七、[Install] 和 target
mytimer.timer檔案裡面，還有一個[Install]部分，定義開機自啟動（systemctl enable）和關閉開機自啟動（systemctl disable）這個單元時，所要執行的命令。
上面指令碼中，[Install]部分只寫了一個欄位，即WantedBy=multi-user.target。它的意思是，如果執行了systemctl enable mytimer.timer（只要開機，定時器自動生效），那麼該定時器歸屬於multi-user.target。
所謂 Target 指的是一組相關程式，有點像 init 程式模式下面的啟動級別。啟動某個Target 的時候，屬於這個 Target 的所有程式都會全部啟動。
multi-user.target是一個最常用的 Target，意為多使用者模式。也就是說，當系統以多使用者模式啟動時，就會一起啟動mytimer.timer。它背後的操作其實很簡單，執行systemctl enable mytimer.timer命令時，就會在multi-user.target.wants目錄裡面建立一個符號連結，指向mytimer.timer。
八、定時器的相關命令
下面，啟動剛剛新建的這個定時器。
$ sudo systemctl start mytimer.timer
你應該立刻就會收到郵件，然後每個小時都會收到同樣郵件。
檢視這個定時器的狀態。
$ systemctl status mytimer.timer
檢視所有正在執行的定時器。
$ systemctl list-timers
關閉這個定時器。
$ sudo systemctl stop myscript.timer
下次開機，自動執行這個定時器。
$ sudo systemctl enable myscript.timer
關閉定時器的開機自啟動。
$ sudo systemctl disable myscript.timer
九、日誌相關命令
如果發生問題，就需要檢視日誌。Systemd 的日誌功能很強，提供統一的命令。
# 檢視整個日誌 $ sudo journalctl # 檢視 mytimer.timer 的日誌 $ sudo journalctl -u mytimer.timer # 檢視 mytimer.timer 和 mytimer.service 的日誌 $ sudo journalctl -u mytimer # 從結尾開始檢視最新日誌 $ sudo journalctl -f # 從結尾開始檢視 mytimer.timer 的日誌 $ journalctl -f -u timer.timer
十、參考連結
- How to Use Systemd Timers, by Jason Graham
- Using systemd as a better cron, by luqmaan
- Getting started with systemd, by CoreOS
- systemd/Timers, by ArchWiki
- Understanding Systemd Units and Unit Files, by Justin Ellingwood
（完）