深入理解环境变量

前言

指令就是可执行程序，当我们运行自己的可执行程序时，需要用./来指定路径，可是为什么运行指令时不用指定路径呢？这就是环境变量的作用。

一.常见环境变量

环境变量是在程序运行期间需要用到的具有特定功能的一组变量，这些变量从配置文件中获取，存放于shell内部。说白了就是内存里的一些变量，里面存放了一堆字符串。

PATH

执行一个指令的前提是找到对应的可执行程序，执行一个指令时不需要带路径，就是因为系统会首先在默认搜索路径下查找，而这个默认搜索路径就在PATH这个环境变量中存着。要想查看一个环境变量，只需在变量名前加上$符号，然后echo(输出到屏幕)

可以看到，PATH里的内容是一个字符串，里面有很多路径，用冒号分隔，而我们的大多数指令就存放在其中的/usr/bin目录下。

所以要想自己的程序不带路径就能运行，有两种方法，第一是将程序拷贝到PATH中的某个路径下，例如/usr/bin；第二种方法是把可执行程序所在的路径添加到环境变量中去。

如图这就是修改环境变量的方法，直接给它赋值。由于我们是想添加内容，所以要$PATH后面加上我们想要添加的路径，然后要注意分隔符冒号。

PWD

PWD这个环境变量里存放的是当前所在路径，当我们使用pwd指令时，实际上就是读取了PWD的值。

HOME

每个用户都有自己的家目录，普通用户的家目录是/home/xxx，root的家目录是/root，家目录存放在存放在HOME这个环境变量中

为什么普通用户登录成功后，默认处于家目录/home/xxx，root登录成功后就处于/root呢？

登录的时候：

1.输入用户名和密码

2.认证

3.形成环境变量（不止一个，如PATH，PWD，HOME等）

根据用户名，初始化HOME=/root 或 /home/xxx

4.cd $HOME

二.查看环境变量

env

注意此时的USER

su

可以发现USER没有变化，并且当前所处的目录也不在root的家目录下 ,但是家目录确实已经变成/root了。

su -

可以发现，su-后USER变成root了，并且也处在家目录下。

总结：su只是把用户身份切换成root，而su -是让系统以root身份重新登录

三.在代码中调用函数获取环境变量

#include <stdlib.h>

char* getenv(char* name)

#include <stdio.h>
#include <string.h>
#include <stdlib.h>

int main()    
{    
    char* who = getenv("USER");    
    if (strcmp(who, "root") == 0)                                                                                                                                                   
    {                                                                                                                                                  
        printf("my command\n");                                                                                                                        
        printf("my command\n");                                                                                                                        
        printf("my command\n");                                                                                                                        
        printf("my command\n");                                                                                                                        
    }                                                                                                                                                  
    else                                                                                                                                               
    {                                                                                                                                                  
        printf("You are not root, you don't have power!!!\n");
    }
    return 0;
}

功能：拦截普通用户运行这个程序

四.命令行参数中获取环境变量

我们可能很少使用命令行参数，实际上执行运行程序时我们可以传递一些参数，这些参数能被main函数接收。main函数可以不带参，可以带两个参数，也可以带三个参数，第一个参数是int argc，接收参数的个数，第二个参数是char* argv[]，接收参数数组，即字符指针数组。而第三个参数char* env[]接收的就是环境变量。

1.命令行参数表环境变量表

当shell登录时，系统会给shell创建一个环境变量表，也就是一个字符指针数组，每个指针指向一个环境变量。

系统启动程序的时候，可以选择给我们的进程（main函数）提供两张表：

1.命令行参数表：

2.环境变量表

  #include <stdio.h>
  #include <sys/types.h>
  #include <unistd.h>
  #include <string.h>
  #include <stdlib.h>
  
  int main(int argc, char* argv[], char* env[])    
  {    
      for (int i = 0; env[i]; i++)    
      {    
          printf("pid: %d, env[%d]: %s\n", getpid(), i, env[i]);    
      }    
      return 0;    
  }

打印出来的信息和用使用env打印出来的信息是一模一样的。

2.命令行参数环境变量是由谁传递的

我们在命令行中启动的进程，实质上是shell(bash)的子进程，子进程的命令行参数和环境变量是父进程bash给我们传递的。

bash创建子进程，会获取我们输入的命令行参数，对它进行处理，然后传给子进程，这个好理解。但是，父进程的环境变量又从哪里来的呢？

我们将PATH清空，发现ls，env等命令就无法执行了，但是重新登录，发现指令又能执行了。

实际上，我们更改的是bash进程内部的环境变量信息。每一次登录，都会给我们形成新的bash进程，bash进程自动从某个地方读取信息形成自己的环境变量表信息。这个地方就是脚本配置文件，家目录下的.bash_profile文件。

发现其中还嵌套了.bashrc文件

继续套娃，/etc/bashrc

这里面的内容可就多了，有100行的内容，各种各样的环境变量信息。

五.手动添加环境变量

我们也可以手动向环境变量表中导入变量

添加一个变量MYENV，赋值为hello，再用env查看环境变量，发现MYENV并不存在。实际上我们创建的ENV叫做本地变量，并没有导入到环境变量表当中。要想将本地变量变成环境变量，只需export一下：

也可以在在定义变量时就导出到环境变量列表：

但是，当我们重新登录时，刚才自定义环境变量也就没有了。因为不管是本地变量还是环境变量，都是保存在bash进程中，是内存中的数据，bash退出，也就什么都没有了。所以如果我们想要定义一个环境变量，并且让它永久存在，就要更改配置文件。

当我们再登录时，新的bash就会读取脚本文件，形成环境变量。

六.环境变量的全局属性

bash的子进程会通过命令行参数的方式接收bash的环境变量，实际上，普通进程不用命令行参数的方式，也有办法将环境变量传下去。所以说，环境变量具有全局属性，可以父传子，子传孙，一直继承下去。

七.使用全局变量获取环境变量

前面说普通进程fork出来的进程也能继承父进程的环境变量，这是怎么做到的呢？

C语言库为进程提供了一个全局指针变量，char** environ，它指向环境变量表，这个变量定义在头文件<unistd>中。

不管是命令行参数还是环境变量，父进程bash都要先拿到，命令行参数和环境变量都是bash的数据。而bash创建进程也是通过fork创建的，而fork创建子进程，父子进程代码共享，数据以写时拷贝的方式各自私有一份，所以environ这个指针变量，每个进程都能访问到的，有了这个指针，也就能找到那张环境变量表了。

#include <stdio.h>
#include <unistd.h>

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