Cron详解

一、介绍

Cron表达式是一种用于指定定时任务的时间表达式，常用来指定任务的执行时间、执行频率和执行间隔。它由6～7个字段组成，分别表示秒、分、时、日期、月份、星期、年份（可省略）。cron 是一个非常灵活和强大的工具，几乎可以用于任何需要定期执行的任务。

二、cron格式以及字符含义

cron表达式通常以这种格式出现：0 15 10 * * ? 2024 （2024年的每天上午10:15触发）

0   15  10   *     *     ?   2024
秒  分  时  日期  月份  星期  年份

字段	是否必需	取值范围	特殊字符
秒	是	[0, 59]	* , - /
分	是	[0, 59]	* , - /
时	是	[0, 23]	* , - /
日期	是	[1, 31]	* , - / ? L W
月份	是	[1, 12]或[JAN, DEC]	* , - /
星期	是	[1, 7]或[MON, SUN]。若您使用[1, 7]表达方式，1代表星期一，7代表星期日。 注： Cron表达式的使用方法和含义可能会根据不同的系统、框架或工具有所差异。若您在其他地方使用Cron表达式，1可能表示星期日，7表示星期六，具体以实际情况为准。	* , - / ? L #
年份	否	[当前年份，2099]	* , - /

特殊字符	含义	示例
*	匹配任意值。	在字段月中，*表示每个月。
,	列出枚举值。	在字段分钟中，5,20表示分别在5分钟和20分钟触发一次。
-	指定范围。	在字段分钟中，5-20表示从5分钟到20分钟之间每隔一分钟触发一次。
/	指定数值的增量。	在字段分钟中，0/15表示从第0分钟开始，每15分钟。在字段分钟中3/20表示从第3分钟开始，每20分钟。
?	不指定值，仅用于日期和星期。	当字段日期或星期其中之一被指定了值以后，为了避免冲突，需要将另一个字段的值设为?。
L	单词Last的首字母，表示最后一天，仅字段日期和星期支持该字符。 注： 指定L字符时，避免指定列表或范围，否则会导致逻辑问题。	在字段日期中，L表示某个月的最后一天。在字段星期中，L表示一个星期的最后一天，也就是星期日（SUN）。 如果在L前有具体的内容，例如，在字段星期中的6L表示这个月的最后一个星期六。
W	除周末以外的有效工作日，在离指定日期的最近的有效工作日触发事件。W字符寻找最近有效工作日时不会跨过当前月份，连用字符LW时表示为指定月份的最后一个工作日。	在字段日期中5W，如果5日是星期六，则将在最近的工作日星期五，即4日触发。如果5日是星期天，则将在最近的工作日星期一，即6日触发；如果5日在星期一到星期五中的一天，则就在5日触发。
#	确定每个月的第几个星期几。 注： 仅字段星期支持该字符。	在字段星期中，4#2表示某月的第二个星期四。

三、常用的cron表达式

场景		取值
每天固定时间执行	每天上午10:15执行任务	0 15 10 ? * *
	每天中午12:00执行任务	0 0 12 * * ?
每天多个固定时间执行	每天上午10:00点、下午14:00以及下午16:00执行任务	0 0 10,14,16 * * ?
每间隔一段时间执行	每天上午09:00到下午17:00时间段内每隔半小时执行任务	0 0/30 9-17 * * ?
	每天下午14:00到下午14:59时间段内每隔1分钟执行任务	0 * 14 * * ?
	每天下午14:00到下午14:05时间段内每隔1分钟执行任务	0 0-5 14 * * ?
	每天下午14:00到下午14:55时间段内每隔5分钟执行任务	0 0/5 14 * * ?
	每天下午14:00到下午14:55、下午18:00到下午18:55时间段内每隔5分钟执行任务	0 0/5 14,18 * * ?
特定星期/日期执行	每个星期三中午12:00执行任务	0 0 12 ? * WED
	每月15日上午10:15执行任务	0 15 10 15 * ?
	每月最后一日上午10:15执行任务	0 15 10 L * ?
	每月最后一个星期六上午10:15执行任务	0 15 10 ? * 6L
	每月第三个星期六上午10:15执行任务	0 15 10 ? * 6#3
特定年份的特定日期执行	每年3月的每个星期三下午14:10和14:44执行任务	0 10,44 14 ? 3 WED
	2022年每天上午10:15执行任务	0 15 10 ? * * 2022
	每年每天上午10:15执行任务	0 15 10 ? * * *
	2022年每天下午14:00到下午14:55、下午18:00到下午18:55时间段内每隔5分钟执行任务	0 0/5 14,18 * * ? 2022
	2022年至2023年每月第三个星期六上午10:15执行任务	0 15 10 ? * 6#3 2022,2023
	2022年至2025年每天上午09:00到下午17:30时间段内每隔半小时执行任务	0 0/30 9-17 * * ? 2022-2025
	从2022年开始，每隔两年3月的每个星期三下午14:10和14:44执行任务	0 10,44 14 ? 3 WED 2022/2

四、定时任务调度功能（C#）

如果你只是需要简单的定时执行任务，System.Threading.Timer 或 System.Timers.Timer 可以满足需求。如果你需要更复杂的调度（例如类似 cron 的功能），你可以使用 Quartz.NET。

• 方法 1: 使用 System.Threading.Timer

using System;
using System.Threading;

class Program
{
    static void Main()
    {
        // 设置每隔10秒执行一次定时任务
        TimerCallback timerCallback = new TimerCallback(ExecuteTask);
        Timer timer = new Timer(timerCallback, null, 0, 10000); // 0 毫秒延迟，10000 毫秒间隔

        // 防止程序立即退出
        Console.WriteLine("Press [Enter] to exit.");
        Console.ReadLine();
    }

    static void ExecuteTask(object state)
    {
        // 你要定期执行的任务
        Console.WriteLine("Task executed at: " + DateTime.Now);
    }
}

Timer 允许你设定一个回调函数，并在指定的间隔时间内反复调用它。你可以通过修改 Timer 的构造函数来控制任务的执行频率。

• 方法 2: 使用 System.Timers.Timer

using System;
using System.Timers;

class Program
{
    static Timer _timer;

    static void Main()
    {
        // 设置定时器，每5秒执行一次任务
        _timer = new Timer(5000); // 设置间隔为5000毫秒（5秒）
        _timer.Elapsed += OnTimedEvent;
        _timer.AutoReset = true; // 如果为true，定时器会一直重复触发
        _timer.Enabled = true;   // 启动定时器

        // 防止程序立即退出
        Console.WriteLine("Press [Enter] to exit.");
        Console.ReadLine();
    }

    private static void OnTimedEvent(Object source, ElapsedEventArgs e)
    {
        // 你要定期执行的任务
        Console.WriteLine("Task executed at: " + e.SignalTime);
    }
}

System.Timers.Timer 是另一个可以用来定时执行任务的类，它比 Threading.Timer 提供了更多的功能，特别适用于需要定期触发事件的场景。System.Timers.Timer 提供了 Elapsed 事件，每当计时器达到指定的时间间隔时，该事件就会被触发。设置 AutoReset = true 可以使计时器在每次事件触发后自动重启。

• 方法 3: 使用第三方库（如Quartz.NET）

Quartz.NET 是一个功能强大的定时任务调度框架，它支持基于类似 cron 的表达式来配置任务。

using Quartz;
using Quartz.Impl;
using System;
using System.Threading.Tasks;

class Program
{
    static async Task Main(string[] args)
    {
        // 创建调度器
        IScheduler scheduler = await StdSchedulerFactory.GetDefaultScheduler();
        await scheduler.Start();

        // 定义一个作业（Job）
        IJobDetail job = JobBuilder.Create<HelloJob>()
            .WithIdentity("job1", "group1")
            .Build();

        // 创建一个触发器（Trigger），使用 cron 表达式来定义执行时间
        ITrigger trigger = TriggerBuilder.Create()
            .WithIdentity("trigger1", "group1")
            .WithCronSchedule("0/5 * * * * ?") // 每 5 秒执行一次
            .Build();

        // 将作业和触发器添加到调度器
        await scheduler.ScheduleJob(job, trigger);

        // 等待直到用户按键退出
        Console.WriteLine("Press [Enter] to exit.");
        Console.ReadLine();

        // 停止调度器
        await scheduler.Shutdown();
    }
}

public class HelloJob : IJob
{
    public Task Execute(IJobExecutionContext context)
    {
        Console.WriteLine("Task executed at: " + DateTime.Now);
        return Task.CompletedTask;
    }
}

在上述代码中，WithCronSchedule("0/5 * * * * ?")表示任务每 5 秒执行一次。你可以使用类似 cron 的表达式来灵活地定义任务执行的频率。

五、cron适用场景

1. 定期备份

• 数据库备份：使用 cron 定期备份数据库，例如 MySQL 或 PostgreSQL 数据库，以确保数据安全。
• 文件备份：定期备份重要文件和目录，避免数据丢失。

2. 系统维护

• 清理临时文件：定期删除临时文件或日志文件，以释放磁盘空间。
• 更新系统：自动执行系统更新或安装安全补丁。

3. 数据同步

• 文件同步：使用 rsync 或其他工具定期同步本地和远程服务器的数据。
• 数据库同步：定期将数据从主数据库同步到备用数据库。

4. 监控和报告

• 系统监控：定期检查系统资源（如 CPU、内存、磁盘使用情况）并生成报告。
• 网站监控：定期检查网站的可用性，发送警报或报告。

5. 发送电子邮件

• 定期报告：通过脚本生成定期报告并发送电子邮件。
• 提醒和通知：发送定期的提醒或通知，例如待办事项、会议提醒等。

6. 自动化任务

• 数据处理：定期运行数据处理脚本，例如 ETL（提取、转换、加载）任务。
• 生成静态网页：定期生成和更新静态网页内容。

7. 日志轮转

• 日志管理：使用 cron 进行日志轮转，定期压缩和归档旧日志文件。

8. 定时启动服务

• 启动和停止服务：定期启动或停止特定服务，例如定期重启 Web 服务器。

9. 开发和测试

• 自动化测试：定期运行自动化测试脚本，确保代码质量和功能正常。
• 构建和部署：定期构建和部署应用程序，特别是在持续集成/持续部署（CI/CD）环境中。

10. 数据抓取

• 网页抓取：定期抓取特定网站的数据，进行数据分析或存储。

参考：cron表达式_阿里云帮助文档