【Linux進程篇】環(huán)境變量

作者：愛寫代碼的剛子
時間：2023.8.13
前言：本篇博客主要介紹操作系統(tǒng)中環(huán)境變量有關的知識，了解環(huán)境變量有關的指令。

基本概念

• 環(huán)境變量(environment variables)一般是指在操作系統(tǒng)中用來指定操作系統(tǒng)運行環(huán)境的一些參數(shù)
• 如：我們在編寫C/C++代碼的時候，在鏈接的時候，從來不知道我們的所鏈接的動態(tài)靜態(tài)庫在哪里，但是照樣可以鏈接成功，生成可執(zhí)行程序，原因就是有相關環(huán)境變量幫助編譯器進行查找。
• 環(huán)境變量通常具有某些特殊用途，還有在系統(tǒng)當中通常具有全局特性

常見環(huán)境變量

• PATH : Linux系統(tǒng)的指令搜索路徑
• HOME : 指定用戶的主工作目錄(即用戶登陸到Linux系統(tǒng)中時,默認的目錄)
• SHELL : 當前Shell,它的值通常是/bin/bash。

查看環(huán)境變量方法

• echo $NAME //NAME:你的環(huán)境變量名稱
  

測試PATH

添加PATH

• 注意不能寫做：PATH=新路徑名稱，否則之前的PATH將會全部清空
  正確寫法：
  
  直接運行test.exe文件：
  

此環(huán)境變量是內(nèi)存級別的，當用戶如果不小心改錯了重新登陸Xshell即可。（系統(tǒng)文件中已經(jīng)預存好了環(huán)境變量）

測試HOME

用root和普通用戶，分別執(zhí)行 echo $HOME ,對比差異

測試SHELL

保存的是當前shell的可執(zhí)行程序
. 執(zhí)行 cd ~ ; pwd,對應~ 和 HOME 的關系

和環(huán)境變量相關的命令

1. echo: 顯示某個環(huán)境變量值
2. export: 設置一個新的環(huán)境變量
3. env: 顯示所有環(huán)境變量
   

• HISTSIZE Xshell能記錄的最大歷史指令條數(shù)
• USER當前用戶
• LD_LIBRARY_PATH指定查找共享庫（動態(tài)鏈接庫）時除了默認路徑之外的其他路徑。
• PATH可執(zhí)行程序的搜索路徑
• LS_COLORS ls的配色方案
• MAIL是指當前用戶的郵件存放目錄。
• PWD當前所處的路徑
• LANG用于定義系統(tǒng)的主語系環(huán)境
• HISTCONTROL可以控制歷史的記錄方式
• HOME用戶的主目錄(也稱家目錄)
• SHLVL記錄了bash嵌套的層次，一般來說，我們啟動第一個Shell時。 $SHLVL=1。如果在這個Shell中執(zhí)行腳本，腳本中的 $SHLVL=2 。
• LOGNAME LOGNAME
• LESSOPEN

4. unset: 清除環(huán)境變量（unset +環(huán)境變量名）
5. set: 顯示本地定義的shell變量和環(huán)境變量

環(huán)境變量的組織方式

每個程序都會收到一張環(huán)境表，環(huán)境表是一個字符指針數(shù)組，每個指針指向一個以’\0’結尾的環(huán)境字符串

通過代碼如何獲取環(huán)境變量

命令行參數(shù)

main函數(shù)并不是第一個被調用的函數(shù)，而是startup函數(shù)
編譯器如何知道m(xù)ain函數(shù)的參數(shù)個數(shù)？（答：條件編譯）

• argc就是argv數(shù)組中的元素個數(shù),argv指針數(shù)組也叫向量表
• 輸入./test -a -b其實是"./test -a -b",bash會將其分成三個字符串"./test" “-a” “-b”,將這些字符串初始化argv指針*數(shù)組
• 命令行參數(shù)可以為指令、工具、軟件提供功能選項支持（指令可以帶不同的選項和命令行參數(shù)有關）
  

命令行第三個參數(shù)

C/C++代碼會有兩張核心向量表：（1. 命令行參數(shù)表，2. 環(huán)境變量表）,不要簡單理解程序啟動就是將進程加載到內(nèi)存，而是自己的程序在啟動時，需要有人調用main函數(shù)，將這兩張核心向量表傳進來

• 我們所運行的進程，都是子進程，bash本身在啟動的時候會從操作系統(tǒng)的配置文件中讀取環(huán)境變量信息，子進程會繼承父進程交給我們的環(huán)境變量，我們定好的環(huán)境變量可以讓所有的子進程繼承下去，所以環(huán)境變量具有全局屬性
• 但是注意！環(huán)境變量也是數(shù)據(jù)，默認情況下是父子共享的，由于進程具有獨立性，創(chuàng)建完子進程后，如果想對環(huán)境變量進行修改，是不能影響父進程的，因為會寫實拷貝

環(huán)境變量被繼承通常有兩種方式：1. 直接繼承 2. main函數(shù)傳參

通過第三方變量environ獲取

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{extern char **environ;int i = 0;for(; environ[i]; i++){printf("%s\n", environ[i]);}return 0;
}

libc中定義的全局變量environ指向環(huán)境變量表，environ沒有包含在任何頭文件中，所以在使用時要用extern聲明。

程序在編譯過程中會鏈接C庫， 所以， extren本身就是說我有一個什么樣子的變量， 然后在鏈接的過程當中在 C庫可以找到這個是正常的。

本地變量

• 直接在命令行定義的變量叫做本地變量：
  
• set查看本地變量和環(huán)境變量
  

本地變量是不會被子進程繼承的

通過系統(tǒng)調用獲取或設置環(huán)境變量

• putenv("環(huán)境變量=value")

• getenv("環(huán)境變量")
  
  

• 可以通過比較getenv(“USER”)來判斷登陸用戶是不是正確的，和權限建立起連接

常用getenv和putenv函數(shù)來訪問特定的環(huán)境變量。

環(huán)境變量通常是具有全局屬性的

• 環(huán)境變量是系統(tǒng)提供的一組name=value形式的變量，不同的環(huán)境變量有不同的用戶，通常具有全局屬性。
• 環(huán)境變量通常具有全局屬性，可以被子進程繼承下去

驗證子進程會繼承父進程的環(huán)境變量

• 導入環(huán)境變量：
  
• 運行test：
  
  子進程是可以繼承父進程的環(huán)境變量的

驗證子進程不會繼承父進程的本地變量

雖然子進程不會繼承父進程的本地變量，但是我們可以向子進程中導入父進程的本地變量：

【問題】：echo也是bash的子進程，那為什么echo能拿到并顯示父進程的本地變量呢？

答：命令行上的指令并不一定都需要創(chuàng)建子進程，所以命令分為兩種命令：

• 常規(guī)命令——通過子進程創(chuàng)建來完成
• 內(nèi)建命令——bash不創(chuàng)建子進程，而是由自己親自執(zhí)行，類似于bash調用自己的寫的，或者系統(tǒng)提供的函數(shù)（cd指令、echo指令）

所以echo是內(nèi)建命令，自己獲取自己的本地變量，不創(chuàng)建子進程

【附】：
chdir函數(shù)用于改變當前工作目錄。調用參數(shù)是指向目錄的指針，調用進程需要有搜索整個目錄的權限。每個進程都具有一個當前工作目錄。在解析相對目錄引用時，該目錄是搜索路徑的開始之處。如果調用進程更改了目錄，則它只對該進程有效，而不能影響調用它的那個進程。在退出程序時，shell還會返回開始時的那個工作目錄。

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