树莓派:最好的安排

树莓派是一款低成本的电脑,因此它的一个应用场景就是充当小型的服务器。我平时就会在自己的局域网下接入一个树莓派,做一些数据备份和上传的工作。这种时候,我们希望减少对树莓派的直接操作,就可以采用一些任务规划的手段,来让树莓派自动执行任务。

shutdown

reboot

sleep 10 

用cron规划任务

cron是UNIX系统下常用的任务规划软件。你可以在cron中要求系统在特定的时间执行特定的任务。cron在系统中有一个运行着的守护进程。当系统时间符合某一条规划记录时,守护进程就会启动相应的任务。在树莓派应用行中运行下面命令,就可以找到cron的守护进程:

ps aux | grep cron

结果如下:

root       424  0.0  0.2   5072  2384 ?        Ss   14:40   0:00 /usr/sbin/cron -f
pi        6938  0.0  0.2   4280  2008 pts/1    S+   17:42   0:00 grep --color=auto cron

记录中的第一条,就是cron的进程。

如果想要规划任务,那么可以用下面的命令来编辑规划记录:

crontab -e

在规划记录中,每一行为一条记录,#开始的是注释。每一行记录又分为6列,用空格分隔,分别表示分钟(m,0-59)、小时(h,0-23)、一个月中的哪一天(dom,1-31)、月(mon,1-12)、一个星期中的哪一天(dow,0-6)、以及要执行的命令。在填写规划时间的时候,除了用数字,还可以用*,用来表示所有:

# m h  dom mon dow   command
 30 5   10   3   *   touch /tmp/test.log

上面表示每年3月10号5点30分,执行touch /tmp/test.log。

# m h  dom mon dow   command
 10 18   *   *   *   echo "Hello World" > /home/pi/log

每天的18点10分执行echo "Hello World" > /home/pi/log。

一列中,还可以规划多个时间点,例如:

# m h  dom mon dow   command
 10 2-4  *   *   *   echo "Hello World" > /home/pi/log

每天2:10、3:10和4:10执行。也就是说,“N-M”表示了从N到M的范围。

# m h  dom mon dow   command
 30 1,5  *   *   *   echo "Hello World" > /home/pi/log

每天1:30和5:30执行。也就是说,“N,M”表示了N和M两个时间点。

规划记录crontab保存后,cron就将按照规划,在对应的时间执行对应的命令。每个用户有一个自己的crontab,当cron要执行规划时,也会以相应的用户身份来执行。我是以pi用户修改保存的crontab,cron就会以pi的身份来运行各个命令。如果想修改其他用户的crontab,那么可以用-u关键字:

sudo crontab -e -u root

用cron来开机启动 

cron除了做时间规划,还可以用于开机启动。在crontab中添加下面一行记录,就可以方便的实现:

@reboot touch /home/pi/reboot.log

用/etc/init.d实现开机启动

在树莓派下的/etc/init.d文件夹下有很多脚本,比如我们已经了解了的cron。这个cron脚本把cron这个守护进程包装成了一个服务,定义了它在启动、重启和终止时的具体行为。这样,用户在启用相应的服务时,就不需要进行太复杂的设置。当服务终止时,操作系统也能根据脚本的定义,自动地回收相关资源。用户还能把重要的服务设置成开机启动,省了手动开启的麻烦。因此,我们在/etc/init.d中内看到很多默默工作的服务,如ssh、bluetooth、rsync等。

服务脚本遵循特定的格式。如下面的/etc/init.d/test脚本:

#!/bin/sh
# Start/stop the test daemon.
#
### BEGIN INIT INFO
# Provides:          test
# Required-Start:    $remote_fs $syslog $time
# Required-Stop:     $remote_fs $syslog $time
# Default-Start:     2 3 4 5
# Default-Stop:      0 1 6
# Short-Description: test
# Description:       test
### END INIT INFO

do_start() {
    echo "start"
}

do_stop() {
    echo "stop"
}

do_restart() {
    echo "restart"
}

do_status() {
    echo "status"
}

do_fallback() {
    echo "fallback"
}

case "$1" in
start)  do_start
        ;;
stop)   do_stop
        ;;
restart) do_restart
        ;;
status) do_status
        ;;
*)      do_fallback
        ;;
esac
exit 0

脚本的一开始有头部信息。头部信息中除了基本的介绍,还有其他信息。Required-Start说明了该test应用启动前,系统必须启动的其他应用。Required-Stop列出的应用必须在test应用结束后结束。Default-Start和Default-Stop中说明的默认运行级别。Unix系统可以在不同运行模式下工作,如单用户模式、多用户模式,每种模式就称为一个运行级别。大多数UNIX系统遵照: 

运行级别:
0 停机,关机
1 单用户,无网络连接,不运行守护进程,不允许非超级用户登录
2 多用户,无网络连接,不运行守护进程
3 多用户,正常启动系统
4 用户自定义
5 多用户,带图形界面
6 重启

test脚本中,默认支持的运行级别是2、3、4、5。

在脚本的主体程序中包含了一个case分支结构,说明了应用在进入启动(start)、停止(stop)、重启(restart)、状态查询(status)状态时应该采用的动作。我们可以用service命令来手动让脚本切换状态:

sudo service test start

脚本中相应的动作会被调用。

/etc/init.d/myscript还不能随机启动。Linux在开机启动时,真正检查的是/etc/rcN.d文件夹,执行其中的脚本。这里的N代表了运行级别。比如说在运行级别2时,Linux会检查/etc/rc2.d文件夹,执行其中的脚本。我们需要把/etc/init.d中的服务复制到或者建立软连接到/etc/rcN.d,才能服务在该运行级别的开机启动。不过,我们可以利用update-rc.d命令更便利地进行:

sudo update-rc.d cron defaults # 按照默认支持的运行级别建立软链接
sudo update-rc.d cron remove   # 删除软链接

避免使用/etc/rc.local

树莓派官网上给出了修改/etc/rc.local的方法,来在树莓派开机时执行用户自定义的任务。比如在该文件中执行date命令:

#!/bin/sh -e
#
# rc.local
#
# This script is executed at the end of each multiuser runlevel.
# Make sure that the script will "exit 0" on success or any other
# value on error.
#
# In order to enable or disable this script just change the execution
# bits.
#
# By default this script does nothing.

# time
date > /tmp/rc.local.log

exit 0

但这种启动方式不推荐。/etc/rc.local是在系统初始化的末尾执行的一个脚本。如果把太多的任务加入到这个脚本中,不但会拖慢开机的速度,还会造成管理上的混乱。因此,/etc/rc.local往往只用于修改一些在启动过程需要设定的参数,而不涉及具体的任务启动。如果想随开机启动某些服务,应该避免使用/etc/rc.local。

总结

本章主要介绍了用cron实现树莓派上的任务规划,以及用多种方式来实现开机启动程序。

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