Cron运行原理

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1. 前言

本文介绍的是由Paul Vixie开发的运行在SuSE Linux上的Cron。可以通过“man cron”进行确认。

2. 示例

# 示例用来配合本文的说明

*/1 * * * * echo hello >> /tmp/hello.txt

3. 工作过程

Cron每分钟做一次检查，看看哪个命令可执行。

从上图可以看到，有4次fork，这4次fork分别是：

1) 第一个fork，让Cron自己成为Daemon进程，即成为守护进程；

2) 第二个fork，当Cron检查到有命令需要执行时被创建，但注意它并不执行命令，执行命令由它的子进程来做；

3) 第三个fork，有些版本调用的是vfork，但有些版本却是fork，它是负责执行Cron命令的进程，即会调用execle()的进程；

4) 第四个fork不是必须的，只有为Cron命令配置了标准输入才会用：

*/1 * * * * /tmp/X/x%1234567890

像上面有个百分符“%”，后面跟一串，则会有第四个fork，它的作用是将“%”后面的内容作为标准输入传递给第三个fork出来的进程。

注意fork出来的进程没有忽略（ignore）管道信号（SIGPIPE），所以如果遇到SIGPIPE，则会导致进程无声无息的退出，比如标准输主输出重定向管道的读端被关闭了，写时就会触发SIGPIPE。

实践中，可能会遇到child_process()在做上述所说的第三个fork前因SIGPIPE信号退出，导致难以理解的问题。其中一个现象是：Cron命令被执行了若干次，但之后再也不执行了，原因在于第二个fork出来的进程因SIGPIPE退出了，导致没有进行第三个fork，因此Cron命令没有被调用（总是由execle()调用）。

4. 一个诡异的问题

你有可能遇到这样的情况，假设在cron中有如下一条配置：

*/1 * * * * echo hello >> /tmp/hello.txt

观察到它正常运行几次后，就不再运行了，或者一次也不能，但确认无其它问题，因此十分诡异。

这个问题的原因，有可能是因为有共享库Hook了cron，共享库代码触发了SIGPIPE，导致了第二个fork出的进程退出，没来得及执行vfork。

fork出来的子进程，没有对SIGPIPE进行任何处理，默认行为是悄悄退出进程。通过修改/etc/ld.so.preload，可以将共享库注入到非关联的进程中，可通过ldd观察到这种依赖，使用LD_PRELOAD也可以达到同样的效果。

5. cron&crontab

cron是一个在后台运行的守护进程，而crontab是一个设置cron的工具。cron调度的是/etc/crontab文件。

6. cron.allow&cron.deny

crontab使用的两个文件，cron不会用到它们。

7. cron.daily&cron.hourly&cron.weekly&cron.monthly

cron.daily、cron.hourly、cron.weekly和cron.monthly这四个目录均位于/etc下，但cron和crontab两个并不处理。它们是由配置在/etc/crontab中的run-crons处理，run-crons是位于目录/usr/lib/cron下的一个Shell脚本文件：

# cat /etc/crontab

SHELL=/bin/sh

PATH=/usr/bin:/usr/sbin:/sbin:/bin:/usr/lib/news/bin

MAILTO=root

#

# check scripts in cron.hourly, cron.daily, cron.weekly, and cron.monthly

#

-*/15 * * * *   root  test -x /usr/lib/cron/run-crons && /usr/lib/cron/run-crons >/dev/null 2>&1

8. crontab编辑后cron异常

使用crontab编辑后，cron卡住不动（不是指进程卡住了，而是指命令没有被调用），原因可能是因为“tcb table full”，最简单的办法是重启cron。

建议避免写下面这样的嵌套命令语句，它有可能导致cron不能正常工作：

*/1 * * * * echo "`date +%H:%M:%S` hello" >> /tmp/hello.txt

“echo”中嵌套了“date”，可以改成脚本调用，或者不嵌套命令，如：

*/1 * * * * echo "hello" >> /tmp/hello.txt

一个现象是有一个cron子进程（如下述的14786）不退出了：

# ps -ef|grep cron

root     10325     1  0 15:08 ?        00:00:00 /usr/sbin/cron

root     14786 10325  0 15:13 ?        00:00:00 /usr/sbin/cron

gdb看到的调用栈为：

#0  0xffffe410 in __kernel_vsyscall ()

#1  0xb7e88a63 in __read_nocancel () from /lib/libc.so.6

#2  0xb7e38e38 in _IO_file_read_internal () from /lib/libc.so.6

#3  0xb7e3a0bb in _IO_new_file_underflow () from /lib/libc.so.6

#4  0xb7e3a7fb in _IO_default_uflow_internal () from /lib/libc.so.6

#5  0xb7e3bb2d in __uflow () from /lib/libc.so.6

#6  0xb7e35b7b in getc () from /lib/libc.so.6

#7  0x80005d73 in ?? () from /usr/sbin/cron

strace看到如下：

# strace -f -p 14786

Process 14786 attached

read(7, 

借助lsof可以看到：

cron    14786 root    7r  FIFO        0,6         117960708 pipe

为一个管道，read()挂住的原因可能是因为管道另一端所在进程调用_exit()退出而不是调用exit()退出。

这个时候只有人工kill这个挂起的cron子进程。