实用指南：【Linux系统】—

实用指南：【Linux系统】—— 环境变量

【Linux系统】—— 环境变量

1 概念介绍
2 命令行参数
- 2.1 main 函数有参数吗？
- 2.2 argc 与 argv
- 2.3 命令如何通过不同参数实现不同子功能
3 环境变量：PATH
- 3.1 查看环境变量
- 3.2 将路径添加进 PATH 中
4 环境变量从哪里来
- 4.1 从存储的角度理解环境变量
- 4.2 环境变量最开始从哪来
5 认识更多环境变量
6 对环境变量的操作
- 6.1 导入环境变量
- 6.2 删除环境变量
- 6.3 通过代码的方式获得环境变量
- - 6.3.1 main函数参数获取环境变量
  - 6.3.2 getenv 函数获取环境变量
  - 6.3.3 全局变量 environ 获取环境变量
7 本地变量

1 概念介绍

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，从来不知道我们所链接的动静态库在哪里，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

2 命令行参数

2.1 main 函数有参数吗？

问大家一个问题：main 函数有参数吗？

int main()
{
return 0;
}

好像我们平时写的 main函数都是不用传参的，但不传参就代表不用参数吗？

main函数至少有两个参数：int argc 和 char *argv[]

int main(int argc, char *argv[])
{
return 0;
}

main函数仅仅是我们自己的代码的入口，实际上 main函数也要被其他函数(Linux中为 _start 函数)调用。

2.2 argc 与 argv

现在我们知道 main函数有两个参数 argc 与 argv，他们是什么呢？有什么用呢？

argc 是指针数组 argv 的长度
我们将 argv 的内容打印出来看看

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

运行：

我们发现argv：其实就是将命令以空格作为分隔符，一个一个放入指针数组中

我们在命令行中写的命令会被当成一个长串字符串，有人帮我们将命令以空格作为分隔符进行切分，被切分后的各个字符即命令行参数。将命令行参数依次放入 argv数组 中，数组中有多少个参数由 argc 指明。同时有效元素放完必须以NULL结尾。

2.3 命令如何通过不同参数实现不同子功能

看到这里，不知道大家有没有想到什么？
我们平时用的命令，他们本质上就是可执行程序，且一般是由 C语言写的。我们可以在后面带命令行选项：ls -a -l中的 -a 和 -l。我们输入不同的选项，命令可以执行不同的子功能。如果做到的呢？不急，我们先写一段代码

#include <stdio.h>#include <string.h>int main(int argc, char *argv[]){if(argc != 2){printf("Usage:%s [-a|-b|-c]\n", argv[0]);return 1;}const char *arg = argv[1];if(strcmp(arg, "-a") == 0)printf("这是功能1\n");else if(strcmp(arg, "-b") == 0)printf("这是功能2\n");else if(strcmp(arg, "-c") == 0)printf("这是功能3\n");elseprintf("Usage:%s [-a|-b|-c]\n", argv[0]);return 0;}

代码逻辑：如果未带选项或者选项错误，打印提示信息；否则执行对应子功能

所以：命令行参数是为了让一个程序可以通过选项实现不同的子功能。这也是指令选项的实现原理！
注:./code 也算一个命令行参数，所以判断语句是 if(argc != 2) 而不是 if(argc != 1)

谁帮我们进行切分的呢？是shell，Linux 中即 bash。

为什么我们之前不用带命令行参数呢？因为不需要。我们之前写的代码功能就一个，如果我们想让我的代码有不同的子功能就可以带命令行参数

所以在进程启动时，有一张表 —— argv表，用来支持实现选项功能。

3 环境变量：PATH

我们发现，执行我们指令的程序需要带 「./」，而执行系统的命令就不需要带 「./」。这是为什么呢？

无论是我们自己写的程序还是系统的指令，没有本质区别，都是二进制程序。那为什么一个要带路径一个不用呢？
虽然不知道为什么，但有一点我们清楚：要执行一个程序，必须先找到他！

正因为要找到它，所以我们运行自己的程序要带「./」表明是在当前路径。我们执行系统命令就不用呢？原因是系统中存在环境变量 PATH，来帮助系统找到目标二进制文件。

环境变量 PATH 默认情况下在系统中存在，用来标识一串路径，以用来告诉系统去那些路径下找二进制文件。

3.1 查看环境变量

怎么查看PATH环境变量呢？

在系统中，查看所有环境变量
使用指令：env

环境变量也是一个变量，环境变量的构成：名称=内容

只想看指定环境变量的内容：
使用指令：echo $环境变量名称

我们发现 PATH 中的内容都是以绝对路径的形式呈现，以 : 作为分隔符
当我们输入 ls 等指令，系统不是直接去 /usr/bin 路径去查；而是依次遍历所有路径，最终在 /usr/bin 路径下找到 ls 指令。如果将所有路径遍历完依然没找到，就会报 Command not found。

3.2 将路径添加进 PATH 中

我们将自己当前的路径添加到 PATH 中，那我们写的 code 可执行也可以不带「./」直接就能被系统找到。
如何将路径添加进 PATH 中呢？
PATH 已经是一个变量，我们直接对其赋值

这样我们的指令就能不带「./」直接被系统找到了

但是，系统的指令找不到了

原因是刚刚我们 PATH=/home/gy/lesson13 是覆盖式的写，将 PATH 中原来的路径覆盖了

怎么改回来？不用担心，PATH是一个内存级的变量，想恢复只需重新登录账号即可。

如何追加式的将路径写入PATH呢？如下图：

当然，如果再退出后登录，PATH 依然恢复默认值

4 环境变量从哪里来

4.1 从存储的角度理解环境变量

环境变量是由名称和内容组成的，那环境变量是由谁来保存的呢？答案是 bash。

当我们一旦登录时，系统就会给我们创建一个 bash 进程。bash 从系统中读取所有的环境变量信息，然后在 bash 内部形成一张表 —— 环境变量表。环境变量表和上面的 argv 一样都是指针数组。上述所查看的所有环境变量名称=内容都是一个个字符串，环境变量表指向这一个个字符串

我们输入的指令如：ls -a -b 首先是被 bash 拿到，bash将 ls -a -b拆分成 ls-a-b，构建一张命令行参数表。后拿着 ls 这个命令，在环境变量表中找到 PATH，再在 PATH 中的各个路径找 ls。所以指令的查找工作是由 bash 自己完成的

结论：bash 内部会有两张表：命令行参数表和环境变量表

4.2 环境变量最开始从哪来

我不登录不就没有 bash 了吗？那环境变量最开始从哪来呢？
环境变量是从系统相关的配置文件来。

bash 最开始启动时，会从配置文件中读取多有环境变量的信息，并在自己内部创建环境变量表

这个配置文件怎么看？

vim .bash_profile
vim .bashrc
vim /etc/bashrc

我们登录时，bash 就会被创建。bash 就会读取 .bashrc 和 .bash_profile 配置文件的内容构建出环境变量表。
如果我们在配置文件中加入自己的路径，那么以后登录，我们的 code 就能不带路径自动被执行。

如果 Linux 中有 10 个用户登录，系统中就存在 10 个 bash。是不是意味着这 10 个 bash 每一个都要从配置文件中奖将环境变量读到自己的 bash 上下文中？所以每一个 bash 中都存在两张表：命令行参数表和环境变量表。

5 认识更多环境变量

每一个环境变量都有其特定的功能，下面我们介绍几个

SHELL：当前用户登录时，用的是哪一个版本的 shell。默认保存的是 bash 的路径(/bin/bash)

USER：当前用户

HISTSIZE：记录最大历史命令个数

PWD：当前的工作路径

OLDPWD：记录上一次所处的工作路径

所以为什么 cd - 可以做最近两次路径的切换？环境变量给我们提供好了

6 对环境变量的操作

前文，我们已经学会了两个获取环境变量的方法
env
echo $xxx

6.1 导入环境变量

导入环境变量：
使用指令：export 要导入变量名=要导入变量内容

export MYENV=11223344

不知大家有没有觉得奇怪
环境变量是在谁的上下文中的？是 bash。而 export 是命令，是一个由 bash 创建的子进程。进程之间是互不影响的。所以为什么在进程 export 中的操作会影响进程 bash 呢？会改变父进程的环境变量表呢？

只有一个解释：export 命令是一个内建命令。
内建命令：不需要创建子进程，由 bash 自己亲自执行。一般是由 bash 调用函数或者系统调用完成

6.2 删除环境变量

删除环境变量：
使用指令：unset 环境变量名

unset MYENV

6.3 通过代码的方式获得环境变量

6.3.1 main函数参数获取环境变量

main函数有参数吗？有！
main函数最多有几个参数？
3个！

那还有一个参数是谁呢？
最后一个是 char *env[]

int main(int argc, char *argv[], char *env[])
{
return 0;
}

char *env[]是什么呢？
char *env[] 是一个指针数组，未来父进程 (如：bash) 可以把环境变量表传给 main 函数，由 char *env[] 接收。环境变量表与命令行参数表的形式是一模一样的，最后都以NULL结尾

我们写一段代码验证一下

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

注：(void)argc;的写法是为了不让编译器报警告。在 gcc 中如果我们定义了变量确不去用他会报警告，将其强转表示使用了 argc 变量，就不会报警告

此时 main函数就获取了环境变量，这个环境变量是谁的呢？是父进程也就是 bash 的。

结论：环境变量可以被子进程继承。环境变量在系统中具有全局特性

注：Linux 中 main 函数是由 _start 函数调用的，_start 会先扫描 main 函数的参数个数，再执行相应 main函数。大致如下：

_start
{
int ret = 0;
int arg_count = 0;
//扫描 main 函数的参数个数
arg_count = 0/2/3;
if(arg_count == 0)
ret = main();
else if(arg_count == 2)
ret = main(argc, argv);
else
ret = main(argc, argv, env);
}

6.3.2 getenv 函数获取环境变量

输入指令：man 3 getenv 查看 getenv 函数

getenv：
函数功能：获取一个环境变量的内容。获取成功返回内容的其实地址；否则返回NULL

代码实验：

#include <stdio.h>#include <stdlib.h>int main(int argc, char *argv[], char *env[]){(void)argc;(void)argv;(void)env;char *value = getenv("PATH");if(value == NULL)return 1;printf("PATH->%s\n", value);return 0;}

如果我只想让我写的程序只能我执行，就算 root 也没门，该怎么设计？
我们可以运用环境变量。
整个系统只有一个人知道登录用户是谁：bash。在 bash 中的环境变量表中记录着环境变量 USER，而 bash 可以将环境变量交给子进程，子进程可以根据环境变量进行身份识别

#include <stdio.h>#include <string.h>#include <stdlib.h>int main(int argc, char *argv[], char *env[]){(void)argc;(void)argv;(void)env;char *who = getenv("USER");if(who == NULL)return 1;if(strcmp(who, "gy") == 0)printf("这是程序正常执行逻辑\n");elseprintf("只有 gy 能执行\n");return 0;}

为什么全局变量要有全局特性呢？
因为这样子进程就可以将环境变量继承下去，子进程就可以结合环境变量做个性化操作。比如上面指定一个只能直接执行的程序。

6.3.3 全局变量 environ 获取环境变量

输入指令：man environ 全局变量 environ
environ 指向环境变量表

为什么 environ 是 char** 类型的，因为environ指向的是环境变量表，而环境变量表本身就是一个指针数组

注：使用 environ 之前，需将其声明

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