初识Linux · 环境变量

前言：

今天介绍的是一个较为陌生的名词，环境变量，在学习环境变量之前，我们需要一定的预备知识，这个预备知识是命令行参数，所以今天我们介绍环境变量的时候，介绍顺序是先介绍命令行参数，然后直接看有关环境变量的现象，到更多的环境变量，最后我们尝试来理解环境变量。

现在进入第一个话题，预备知识——命令行参数。

命令行参数

介绍命令行参数我们从main函数开始，相信不少人是比较疑惑的，这和C语言的main函数有什么关系？还真有，只不过是我们最开始忽略了main函数的参数而已，相信这个时候有人开始有反应了，main函数我们学习的时候确实会有人带参数，只是因为没有方法传参进行调用，也就不了了之了：

  5 int main(int argc,char* argv[])
  6 {
  7                                                                                                                                                                                                               
  8                                                                                                                      
  9   return 0;                                                                                                          
 10 } 

今天的命令行参数就从argc argv开始。

那么先来一段代码：

  5 int main(int argc,char* argv[])
  6 {
  7   for(int i = 0;i < argc;i++)
  8   {
  9     printf("%s\n",argv[i]);                                                                                                                                                                                   
 10   }
 11 
 12   return 0;
 13 }

为什么写这样一段代码呢？我们不妨对参数进行一点分析，int argc说明argc是一个整形，后面的argc是一个char类型的数组，就代表说这个数组的内容是char，那么我们应该是可以尝试进行打印的，所以我们写了如下代码，make一下之后，我们看看结果是什么：

结果是我们在命令行参数不管输入多少都会进行打印，并且打印顺序默认是从左到右，即最开始的一定是./test，那么这是为什么呢？

我们再来看一段代码：

  6 int g_val = 100;
  7 int main()
  8 {
  9   int a = 1;
 11   pid_t id = fork();
 12   if(id == 0)
 13   {
 14     printf("a=%d&&g_val=%d\n",a,g_val);
 15   }
 16   return 0;
 17 }  

打印结果：

这个打印结果很简单，这里提问，子进程为什么能打印g_val的值呢？

我们都知道全局变量是在main函数栈帧创建之前就创建了的，按道理来说应该是和子进程没有关系才对，那么，子进程能打印这是怎么回事呢?

这里就得出来一个重要结论，父进程的数据，默认能被子进程看到并访问！

我们现在有了两个预备知识：

1 main函数的命令行参数可以使用，命令行参数是我们输入得来的

那么作用是什么？不要忘记我们ls的不同选项了，是不是就可以结合命令行参数，类似于通过下标的方式，来执行不同的功能了？这就是命令行参数要做的事。

2 父进程的数据默认能被子进程看到并访问

第三个知识是，我们平常输入指令的地方，也就是命令行解释器，提问，我们是输入给谁的呢？为什么我们输入了对应的指令，就可以有相应的指令运行呢？

这里，就是命令行解释器，我们平常输入的ls cd等命令，输入了之后，在进程部分我们知道它们实际上也是一个一个的进程，那么它们的父进程是什么？

不管我们写了任何的代码，不管怎么运行，不管我们使用的是任何的指令，不管带了多少个选项，它们本质都是进程，我们打印出来它们的ppid，在ps里面，查对应的ppid，就发现是bash进程。

这个场景是不是很像VS中cin的时候，等待输入？

所以实际上我们的操作都是对bash进程操作的，虽然我们是运行了子进程，但是本质都是给的bash进程。

预备知识3：

3 命令行给的指令等，都是传给bash的

环境变量

3个预备知识已经就位，首先提一个问题，ls运行的时候是进程，我们自己写的代码运行的时候./test也是进程，它们两个都是子进程，凭什么我们自己写的代码就需要./ ，要在当前路径寻找呢？ls等指令就不需要呢?

直接看现象

我们直接引出结论，因为有PATH这个环境变量的存在，我们可以使用echo打印出来看看:

这样是不行的，我们需要$符号：

我们可以看到有多个路径，以冒号为分隔符。

而且可以看到，ls的指令是在bin目录里面，在PATH里面恰好也有，而查找命令就是根据PATH里面有没有对应的路径，如果没有对应的路径，就需要我们自己指定路径了。

这是PATH的用途。

这样更加直观，我们可以指定路径，来执行我们所写的代码。

这是直接看现象部分，Linux中有全局设置，即是告诉编译器，应该去哪里寻找命令。

那么我们如果想要和系统一样，直接执行呢？也就是说我们要修改PATH，或者说将可执行文件放在PATH里面的目录里面，我们先来试试第二种，将我们对应的路径加进去：

使用该指令，将我们的可执行文件所在的文件路径加进去即可，然后就可以执行运行。

这里有一个需要注意的点，test在Linux中是一个命令，如果我们的可执行文件是test的话，就会导致结果容易混淆，这里推荐将可执行文件换个名字：

此时就好了。

这是第二种，我们来试试第一种，直接修改PATH：

此时我们直接修改，然后会发现PATH的路径只有我们赋值的，这是一种覆盖：

但是此时就会发现，bin目录的，或者是说原来的路径里面的指令都使用不了，但是我们的main还是可以使用：

好了，是不是感觉麻烦来了？什么指令都用不了了，此时，有同学会注意到为什么echo还可以使用？

这里就先埋个伏笔，我们通过这个现象，引入一个问题，我们打印出来的Hello world是来源于内存还是磁盘呢？

答案不用多说，自然是内存，那么我们使用指令的时候，bash进程肯定是要先找到指令，那么去哪里找呢？结合我们打印Hello world，我们知道是先将字符串加载到虚拟地址，也就是到了内存里面，同理，bash找指令的时候，是不是应该到虚拟内存去找？

当我们登录到Linux系统的时候，许多配置文件是先加载到了bash进程，那么环境变量是否在配置文件里面呢？当然是，所以我们能看到的PATH不过是内存级的变量，如果我们重启一下，那么我们对PATH的修改就没有用了，因为配置文件我们没有修改。

那么对于配置文件和指令，我们可以有一个结论，因为bash要执行指令的时候，需要找到该指令，那么配置文件就一定比指令先加载到bash进程里面。

既然提到了配置文件，我们不妨看几个：

对于vim来说，viminfo就是它的配置文件之一，所以我们yum的时候，是十分方便的，因为它会帮我们下载对应的配置文件，我们就不用单独配置文件了。

更多的环境变量

我们现在了解了一个环境变量，我们来看看更多的环境变量：

因为图片大小原因，这里截图部分，我们使用指令env即可查出来一张表，环境变量表，里面包好了所有的环境变量，我们每个简单介绍一下：

SHELL变量，外壳程序，可以理解为bash是它实例化的一个对象，HISTSIZE历史大小，表示该机器能存储我们指令的最大个数，我们平时使用指令是可以上翻下翻找我们使用过的指令的，那么查找是有个度，就是这个环境变量，是我们存储指令的最大数目，默认是1000.

可以使用指令history来查看我们写过的指令。HISTTIMEFORMAT历史时间格式，PWD代表当前路径，它是可以变化的，因为我们不管在哪个路径下是用pwd都可以打印当前路径，就是因为它是变化的。HOME不用多少，当前用户的家目录。

带有UTF的环境变量是表示当前的编码是什么，比如这台机器的编码就是UTF-8，下面那个让人头皮发麻的是颜色设置。

还有这些，比如PATH，USER等。

以上就是其他的环境变量。

那么我们能不能自己来点环境变量呢？当然是可以的：

难道这么简单？

这也没有找到啊？

为什么又可以打印呢？

哦~原来是因为HELLO是个本地变量，我们只需要知道一下本地变量就可以了，没啥用这东西，那么我们如何让HELLO变成环境变量呢？

export即可，如何取消我们设置的环境变量呢？

unset即可。

尝试理解环境变量

我们首先来看一个函数，我们想要通过代码的形式，来看到环境变量，所以我们使用environ，它是一个二级指针，不出意外，指向的是一个char*的数组，那么我们打印看看：

int main()
{
        extern char** environ;
        for(int i = 0;environ[i];i++)
        {
                printf("env[%d]:%s\n",i,environ[i]);
        }
        return 0;
}

欸！这个东西，怎么那么，像我们刚才看到的环境变量？对！它们就是我们刚才看到的环境变量。

那么结合我们的预备知识2，父进程的数据可以被子进程看到，我们知道最开始加载到了bash进程环境变量，可以被子进程打印出来，那么在bash里面是如何对诸多环境变量进行管理的呢？

这里的environ是二级指针的数组，供子进程使用，我们不难猜测，bash进程组织环境变量是靠的一张表，char* env里面存储的就是所有的环境变量，而environ指向的就是env数组，那么就可以通过下标的方式进行打印。

既然数据都共享了，父进程不妨直接给子进程两张表，一张表是命令行参数表，一张表是环境变量表。

此时，我们在命令行解释器输入的-a使用到了命令行参数表，环境变量表我们可以这样：

int main(int argc,char* argv[],char* env[])
{
        for(int i = 0;env[i];i++)
        {
                printf("%s\n",env[i]);
        }
        return 0;
}

所以引入了main函数的第三个参数，env环境参数表，这里使用env[i]作为判断条件，我们还可以证明一件事，argv[] env[]都是以NULL结尾的。

看一个库里面的函数，叫做getenv，简单的，我们直接实例代码即可：

int main(int argc,char* argv[],char* env[])
{
        char* str = getenv("PATH");
        if(str)
        {
                printf("%s\n",str);
        }
        return 0;
}

简而言之，getenv就是用来查找环境变量的。

所以现在查找环境变量有三种方式，一种是getenv，一种是main函数的参数，一种是environ二级指针。

我们现在进入最后一个话题，为什么我们最开始修改了PATH，但是仍然可以执行echo命令呢？

我们如果export一个环境变量，env里面可以查找到：

但是我们结合父进程的数据能被子进程看到，但是子进程的数据不应该被父进程看到这个点，难道bash执行export不会创建子进程吗？

是的，如果创建了子进程，bash的env表就是不能看到HELLO，所以这种指令是特殊指令，叫做内建命令，是由bash自己来执行的，不是创建了子进程的。

到此，环境变量就结束了！尚未不清楚的点后续更新~

感谢阅读！