【Linux进程篇】环境变量

作者：爱写代码的刚子
时间：2023.8.13
前言：本篇博客主要介绍操作系统中环境变量有关的知识，了解环境变量有关的指令。

基本概念

• 环境变量(environment variables)一般是指在操作系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数
• 如：我们在编写C/C++代码的时候，在链接的时候，从来不知道我们的所链接的动态静态库在哪里，但是照样可以链接成功，生成可执行程序，原因就是有相关环境变量帮助编译器进行查找。
• 环境变量通常具有某些特殊用途，还有在系统当中通常具有全局特性

常见环境变量

• PATH : Linux系统的指令搜索路径
• HOME : 指定用户的主工作目录(即用户登陆到Linux系统中时,默认的目录)
• SHELL : 当前Shell,它的值通常是/bin/bash。

查看环境变量方法

• echo $NAME //NAME:你的环境变量名称
  

测试PATH

添加PATH

• 注意不能写做：PATH=新路径名称，否则之前的PATH将会全部清空
  正确写法：
  
  直接运行test.exe文件：
  

此环境变量是内存级别的，当用户如果不小心改错了重新登陆Xshell即可。（系统文件中已经预存好了环境变量）

测试HOME

用root和普通用户，分别执行 echo $HOME ,对比差异

测试SHELL

保存的是当前shell的可执行程序
. 执行 cd ~ ; pwd,对应~ 和 HOME 的关系

和环境变量相关的命令

1. echo: 显示某个环境变量值
2. export: 设置一个新的环境变量
3. env: 显示所有环境变量
   

• HISTSIZE Xshell能记录的最大历史指令条数
• USER当前用户
• LD_LIBRARY_PATH指定查找共享库（动态链接库）时除了默认路径之外的其他路径。
• PATH可执行程序的搜索路径
• LS_COLORS ls的配色方案
• MAIL是指当前用户的邮件存放目录。
• PWD当前所处的路径
• LANG用于定义系统的主语系环境
• HISTCONTROL可以控制历史的记录方式
• HOME用户的主目录(也称家目录)
• SHLVL记录了bash嵌套的层次，一般来说，我们启动第一个Shell时。 $SHLVL=1。如果在这个Shell中执行脚本，脚本中的 $SHLVL=2 。
• LOGNAME LOGNAME
• LESSOPEN

4. unset: 清除环境变量（unset +环境变量名）
5. set: 显示本地定义的shell变量和环境变量

环境变量的组织方式

每个程序都会收到一张环境表，环境表是一个字符指针数组，每个指针指向一个以’\0’结尾的环境字符串

通过代码如何获取环境变量

命令行参数

main函数并不是第一个被调用的函数，而是startup函数
编译器如何知道main函数的参数个数？（答：条件编译）

• argc就是argv数组中的元素个数,argv指针数组也叫向量表
• 输入./test -a -b其实是"./test -a -b",bash会将其分成三个字符串"./test" “-a” “-b”,将这些字符串初始化argv指针*数组
• 命令行参数可以为指令、工具、软件提供功能选项支持（指令可以带不同的选项和命令行参数有关）
  

命令行第三个参数

C/C++代码会有两张核心向量表：（1. 命令行参数表，2. 环境变量表）,不要简单理解程序启动就是将进程加载到内存，而是自己的程序在启动时，需要有人调用main函数，将这两张核心向量表传进来

• 我们所运行的进程，都是子进程，bash本身在启动的时候会从操作系统的配置文件中读取环境变量信息，子进程会继承父进程交给我们的环境变量，我们定好的环境变量可以让所有的子进程继承下去，所以环境变量具有全局属性
• 但是注意！环境变量也是数据，默认情况下是父子共享的，由于进程具有独立性，创建完子进程后，如果想对环境变量进行修改，是不能影响父进程的，因为会写实拷贝

环境变量被继承通常有两种方式：1. 直接继承 2. main函数传参

通过第三方变量environ获取

#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中定义的全局变量environ指向环境变量表，environ没有包含在任何头文件中，所以在使用时要用extern声明。

程序在编译过程中会链接C库， 所以， extren本身就是说我有一个什么样子的变量， 然后在链接的过程当中在 C库可以找到这个是正常的。

本地变量

• 直接在命令行定义的变量叫做本地变量：
  
• set查看本地变量和环境变量
  

本地变量是不会被子进程继承的

通过系统调用获取或设置环境变量

• putenv("环境变量=value")

• getenv("环境变量")
  
  

• 可以通过比较getenv(“USER”)来判断登陆用户是不是正确的，和权限建立起连接

常用getenv和putenv函数来访问特定的环境变量。

环境变量通常是具有全局属性的

• 环境变量是系统提供的一组name=value形式的变量，不同的环境变量有不同的用户，通常具有全局属性。
• 环境变量通常具有全局属性，可以被子进程继承下去

验证子进程会继承父进程的环境变量

• 导入环境变量：
  
• 运行test：
  
  子进程是可以继承父进程的环境变量的

验证子进程不会继承父进程的本地变量

虽然子进程不会继承父进程的本地变量，但是我们可以向子进程中导入父进程的本地变量：

【问题】：echo也是bash的子进程，那为什么echo能拿到并显示父进程的本地变量呢？

答：命令行上的指令并不一定都需要创建子进程，所以命令分为两种命令：

• 常规命令——通过子进程创建来完成
• 内建命令——bash不创建子进程，而是由自己亲自执行，类似于bash调用自己的写的，或者系统提供的函数（cd指令、echo指令）

所以echo是内建命令，自己获取自己的本地变量，不创建子进程

【附】：
chdir函数用于改变当前工作目录。调用参数是指向目录的指针，调用进程需要有搜索整个目录的权限。每个进程都具有一个当前工作目录。在解析相对目录引用时，该目录是搜索路径的开始之处。如果调用进程更改了目录，则它只对该进程有效，而不能影响调用它的那个进程。在退出程序时，shell还会返回开始时的那个工作目录。

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