环境变量

概念介绍

• 环境变量（environment variable）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（环境变量给bash用，bash用用户间接使用！）

例子：

• 我们在安装IDE时，可能会要配置环境变量

• 我们在VS编写代码的时候，我们并不知到我们的动静态库在什么位置！但是程序依旧可以正常运行，原因就是有相关环境变量帮助编译器进行查找

以上两点都是和环境变量有关系的！

我们安装python，但系统不只是安装python，还会安装一系列工具，所以需要环境变量把所有的工具都找到！这就是环境变量！

• 环境变量每个都不重复也都有不一样的功能，通常具有全局特性！

命令行参数

现在还需要了解命令行参数，这和之后要学习环境变量的存储格式有关系，所有现在先来了解一下命令行参数

我们在书写main函数的时候，我们平常是不写参数的，但main函数其实是有参数的，在编译阶段，编译器会做手脚，会加入参数int agrc , char * argv[]，我们打印这个字符型指针数组来了解一下这个！

我们可以发现，argv是将bash中的命令行，以空格为单位存储在argv中！

其实我们可以发现，我们在命令行中输入一行指令（指令之间用空格隔开），实际上就是输入一条字符串，可以叫做命令行或命令行命令！
而我们在实际运行某个C语言程序时，这个命令行命令字符串会以空格为分隔符被切割开来，切成"./code"、"a"、"b"、"c"、"d"五个字符串，并且其地址被字符串指针数组储存起来，argc记录有效数据，argv数组有效数据放完，结尾一般会NULL结束
所有命令行指令被以空格为分隔符拆开的子串，就是命令行参数，这些命令行参数都被放在argv这个字符型指针数组中，有效元素由argc来指明

而我们平时用的命令，ls -a -b -c，file /usr/bin/ls，这些命令都是可执行程序，而这些命令大多都是用C语言写的！我们写的命令，后面还可以带很多选项，这个和命令行参数有什么关联呢？

我们做一个判断，判断argc是否为2！这个判断的意义就是，如果我们./这个可执行文件的时候，没用带abc这个三个选项其中一个，就要提醒用户需要正确书写命令

有了上面的基本认识接下来进一步认识

上面的例子是通过获取命令行输入的信息，程序通过argv来获取命令行参数，并通过不同命令行参数来实现不同功能！

我们之前写的命令，ls -l ，ls -b ，ls -a，这些命令的功能不同，所有我们可以知道命令行参数用途是为了让一个程序可以通过选项，来实现不同的子功能！
main的命令行参数，是实现程序不同子功能的方法！！！————指令选项的实现原理！

通过命令行参数，程序可以通过命令的拆解，来获取命令需要程序去做什么！那么是谁拆解了命令呢？是bash切分的命令，我们输入的命令字符串先是由bash获取的，bash获取字符串后切分并构建argv！

那我们之前为什么不用带命令行参数呢？因为我们的功能就一个！如果我们要程序由自己的子功能，就需要用选项了！

所以进程拥有一张表，argv表，用来支持选项功能！

以例子来认识一个环境变量

要执行一个程序，必须先找到它！！！（谁找？bash！！！通过PATH来找（环境变量））
我们在调用自己的程序时，需要./找到程序，那为什么我们写系统命令不需要找到命令的程序在那里呢？这是因为系统之中有环境变量！

系统中存在环境变量，来帮助系统找到目标二进制文件，ls指令的文件路径在 /urs/bin/ls中，ls可执行文件在/usr/bin文件之下，而我们自己的可执行文件在其他目录下直接调用，系统找不到这个文件在那里，如果输入一个指令，也就是可执行文件，系统会默认在/usr/bin中去查找这个文件，如果我们将code可执行文件，拷贝到/usr/bin/之下，code命令也可以直接调用！
但是我们并不建议将我们自己的可执行程序放入到默认的指令路径，这样可能会污染指令池

系统凭什么知道要去/usr/bin路径下去找呢？因为系统当中会有环境变量PATH(系统中搜索指令的默认搜索路径！)

通过指令env来查看所以的环境变量！环境变量的构成是名字+内容

我们想查看具体的某个环境变量，要使用echo $XXX即可

所以说，系统搜索指令，都是默认在上图中的文件路径去搜素的，所以说系统搜索指令，不是默认在/usr/bin下搜索指令，而是默认在PATH中的文件路径下去搜索指令，这些文件路径是以：为分隔符分开的

如何搜索，其实很简单，就是以：为分隔符，获取PATH路径下的文件路径，并以此做被搜索指令的前缀，搜素是否存在！存在就加载运行！

同理，如果我们不是将可执行程序拷贝到这些默认文件路径下，而是将可执行文件所在的工作目录路径添加到PATH下，也可以被默认搜索到！
通过指令环境变量 = 文件路径的方式可以添加文件路径到环境变量中！PATH = /home/zyx/BtyeNote/file.c/lesson_16!

但是，我们添加这个路径进入PATH后，很多系统指令系统都搜索不到了！
此时我们查看PATH环境变量的路径，发现天塌了，我们上面的方法不是添加路径到环境变量，而是覆盖环境变量里的文件路径！

如何恢复？PATH环境变量本身就是内存级的变量，就是我们看到的罕见病了PATH是bash内部new了一个变量，并从内存中拷贝了这个字符串到bash的PATH中，所以重启bash即可！

那要如何操作，才可以增加路径到环境变量中？指令环境变量 = $环境变量:地址,即PATH = $PATH:/home/zyx/BtyeNote/file.c/lesson_16

问题：

1、如何理解环境变量呢？ 存储角度

我们远程登录，系统就会创建一个bash进程，bash必须要从系统获取所有环境变量的信息，并在bash进程内部形成一张表！这个表叫做环境变量表（这个表就是一个指针数组char * []）每个环境变量是字符串，指针数组通过字符型指针指向这些字符串！

命令运行的全过程！

我们在bash窗口输入命令，bash接收到了命令并通过命令形成命令行参数表，之后再从命令中获取程序名，在环境变量表中找到PATH，再在PATH中，枚举每个地址+程序名，bash再在系统里找对应要执行的命令是否存在，若存在，就创建子进程并执行

所以bash内部有两张表（命令行参数表、环境变量表），环境变量就个长字符串，bash在启动时，会想办法在bash内部new一块空间，这块空间用于存放环境变量，对每个环境变量都new一块空间，然后将环境变量字符串依次拷贝到这个空间里面 ，bash在内部维护了这张表，所以env查表的时候就是直接打印了这张表了！

2、环境变量，最开始从哪里来的呢？

环境变量最开始是从系统的相关配置文件中来的！ Linux系统是会存在相关的系统配置危文件的，这些配置文件当中，会包含所有环境变量直接或间接环境变量的内容，bash会在启动的时候，它会从配置文件中读取所有环境变量的值，并在自己的内部创建一张表，

配置文件在哪呢？

系统家目录~中的隐藏文件.bashrc和.profile

.profile 要求用户去加载.bashrc ，.bashrc要求用户去加载/etc/bash.bashrc！

这里想要讲的是，登陆时bash进程会被创建，bash会读取.bashrc和.profile配置文件来构建环境变量！

那就有问题了！如果这样，那我们是不是可以把自己的路径想办法添加到配置文件里，这样每次bash创建都可以直接调用code可执行文件了？永久有效了？

我们直接在~/.bashrc直接增加环境变量

之后指令source ~./bashrc，即可生效！

这样就增加PATH环境变量下的默认路径，重新登录，bash也是通过配置文件.bashrc获取最新的PATH

此后登录，在此路径下的文件就不需要带路径调用了！

所以这个案例告诉我们环境变量是从系统的配置文件过来的

登录时，bash会读取配置文件，读取配置文件形成环境变量表，从配置文件依次将环境变量写入环境变量表，bash还可以接收用户指令，所以还有第二张表命令行参数表，而这两张表的结构都是字符型指针数组，环境变量和命令行参数都是这数组所指向的字符串！

最后，如果Linux系统又10个用户登录呢？ 那就存在10个bash！
所以我们在书写各种指令，输入命令行，bash会先解析命令，得到命令行参数表，得到程序名字，然后拿着程序名字，再去指定的环境变量PATH中进行搜索，若有带路径，就不会查PATH，若没用就需要查PATH 找到了就运行程序，没找到就输出no found such comment

认识更多的环境变量

HOME

指令who、whoami、cd ~，系统是怎么知道用户是谁？cd ~ 为什么会直接到家目录？

我们来认识一个环境变量HOME

用户登录，bash创建，在创建的时候，bash会创建环境变量表，而bash会根据用户名来创建家目录路径，并设置到HOME环境变量中，bash就把家目录当作用户的默认路径

所以我们在输入cd ~的时候，cd 命令会被bash获取，~也会被bash获取，cd命令bash会在PATH环境变量中查询，~bash就转换成HOME路径

所以HOME环境变量就是当前用户的家目录

SHELL

SHELL是保存bash路径，用于确定用户使用那个版本的bash

USER

记录当前用户是谁！LOGNAME是记录当前登录用户

我们用root登录，USER和LOGNAME都是root，而用普通用户，通过su切换超级用户，此时查发现USER和LOGNAME还是用户名，所以系统依旧认为用户不变，只是权限变了，而用su -就相当于用root重新登录

HISTSIZE

Linux的命令行中，可以通过上下键的方式来获取历史命令，bash会默认记录我们输入的命令，通过Ctrl+r或者上下键来查看查看历史命令，可以认为bash内部有一个队列，有命令进来即字符串，就把字符串入队列，但是这个存储命令的容器大小有限，bash只会存储最新的1000条命令，即最新的HISTSIZE（hist = history size大小）的命令

HOSTNAME

HOSTNAME记录着当前主机的主机名！

SSH_CLIENT

是记录我们是从那个客户端登录的，进程号，网络的端口号

SSH_TTY

是记录当前终端设备

LS_COLORS

LS_COLORS是存储配色方案

我们输入命令ls，bash输出信息的颜色就是看这个的

PWD

bash会记录当前我们的工作路径（即bash所在的路径）到PWD中！

OLDPWD

OLDPWD -> old_pwd，可以认识到，可能是存储旧工作目录的环境变量，我们来验证一下

而现在有一个指令，cd -功能就是回到上一个工作目录，怎么实现的？环境变量已经准备好了上一个工作目录的路径了！bash提前记录好了！

获取环境变量的方法

操作（查找，添加，删除）

• export (env echo $XXX) unset

获取环境变量，可以直接env或者echo $XXX

那如果我们自己想导入一个环境变量要怎么做呢？
export MYENV = 1122334455
export相当于让bash往环境变量表中，新增一组环境变量，bash收到上面命令，就会把export后面的字符串导入到环境变量表中！

那我们要取消一个环境变量要怎么做呢？
unset MYENV
unset就是取消环境变量，会通过unset后面的字符串，去环境变量表中查找对应的环境变量名，若查到就删除这个字符串

代码查找（三个方法）

那我们想通过代码来获取环境变量要如何做呢？

我们之前讲解main函数最多有几个参数，现在可以回答了，最多有三个参数！是父进程传递给我们的

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

这第三个参数env？env我们知道就是环境变量表，我们知道，main函数必然是子进程，是bash的子进程，而bash内部有命令行参数表和环境变量表，命令行参数就是bash为进程做的命令行解析，所以会传递给我们，而环境变量表在登录的时候就创建好了，也一起传递！

环境变量表虽然在内容上和命令行参数表不一样，但是其结构是完全一样的！这里三个参数，给argv带了参数，但是env没用带参数，要如何遍历env呢？
for(int i =0 ; env[i];i++){}我们知道命令行参数表的结尾是NULL结尾的，所以来看看，env能否遍历成功，main函数是否把父进程环境变量表拿了下来！

成功获取！

问题:main函数是如何做到的？main函数可以不带参数，也可以带参数，带两个参数，带三个参数的，这是如何实现的呢？

其实我们的可执行程序的入口并不是main函数，在Linux中入口函数是start函数，通过蛋哥的反汇编文件：

start函数内部会调用main函，即400410这个

这个start函数内部会维护 int arg_count=0；，在编译的时候，就会去查看main函数的参数，将参数的数量赋值到arg_count中，并做这样的操作

 _start
 {
     int ret =0;
     int arg_count = 0;
     arg_count = 3l;
     if(arg_count == 0)
         ret = main();
     else if(arg_count == 2)
     	ret = main(argc,argv);
     else if(arg_count == 3)
     	ret = main(argc,argv,env);
}

方法1：获取环境变量，这个环境变量是父进程的（bash）

而我们自己向环境变量表中添加的环境变量也可以被子进程继承，即bash之后的所有子进程都可以继承环境变量，从二叉树来看就是bash根目录以下的进程都可以继承环境变量
这也证明了环境变量在系统当中通常具有全局特性

为什么要这么设计？

为什么要让子进程可以看到环境变量？接下来通过方法二讲解一起解决

方法2：getenv系统调用（setenv之后再用）

getenv的功能是获取一个环境变量的内容
getenv会根据环境变量的名字来获取环境变量的内容，getenv的头文件为#include <stdlib.h>,如果获取成功了，就会返回环境变量字符串的起始地址，否则就是null

我们用例子来展示以下

为什么这样写呢？
我们这些变量定义出来却不使用，编译器可能会警告，所以我们（void）强转一下，就是应用一下这些变量，取消报警

所以getenv也可以获取指定环境变量的内容！

如果我现在想实现一个程序，只用我一个人可以用，连root都不可以使用！
对于一个系统，只有一个东西认识当前用户是谁？——bash，bash在登录时从配置文件中获取用户名到环境变量USER中，可以以此来下功夫

上面这个程序就可以完成问题的要求，只允许root用户使用，通过bash（系统唯一知道用户的进程），而bash有会将环境变量表继承给子进程，所以我们的程序（子进程）可以使用getenv向环境变量表中查询USER环境变量（USER环境变量是存储登录用户信息的），用who字符串来接收getenv查询的结果，在程序中对who字符串进行一系列判断，即可完成身份识别的功能

这就是为什么要让子进程看到bash的环境变量，通过继承的方式，把环境变量的信息继承到子进程，子进程可以使用这些信息实现个性化功能！（环境变量实现进程级的信息传递，进而控制子进程的控制逻辑）

方法3：environ

environ为什么是二级指针？我们的环境变量表是 char env[]，是一个存储char 指针的数组，environ为二级指针，说明environ二级指针是指向环境变量表的第一个元素

我们这个例子，不需要env命令行参数，在程序中，我们并没用定义environ变量，来看看能否正常输出环境变量表？

我们会发现编译报错，environ未被定义！我们确实没用定义，所以也要去定义一下！

所以environ也可以拿到环境变量

我们建议使用第二个方法获得某一个环境变量，而不是通过1，3方法获取环境变量表

理解环境变量的特性

环境变量具有全局特性

子进程都可以获取到环境变量相关数据

通过创建子进程，对子进程进行查环境变量表，也可以查找成功！

补充两个概念（给后面埋一个伏笔）（内建命令）

a、

在这里，i=10，叫做本地变量！
我们用env查查看，发现并没有i=10！这是因为i=10是本地变量不是环境变量，那我们要如何查看本地变量呢？
set命令可以查到bash的本地变量和环境变量（set命令还会记录shell的环境，脚本执行选项），bash会记录两套变量：1、环境 2、本地

所以什么是本地变量呢？
本地变量不会被bash的子进程继承，只会在bash内部被使用，为什么bash内部要用本地变量呢？
其实我们早就用过bash的本地变量了！

bash本身其实也是一个解释器,bash的工作模式，除了一行一行的交互式工作模式，还有一种基于bash内部语法，如上面用法，为什么要有本地变量，就是为了让bash成为一种编程语言！可以定义变量不就可以是一个语言吗 ，bash是可以直接定义变量的，像python一样，本地变量就是为了支持bash解释某种脚本语言！

而有些本地变量是有特殊用法的！

这个PS1本地变量是什么呀？我们来看本地变量PS1的内容，会不会感觉有些眼熟，这个其实我们命令行提示符的格式，bash要记录好自己的命令行提示符格式，将来输出的时候就要按照这个格式输出的

那PS2本地变量呢？这个>是什么呢？在bash有啥作用？
我们在输入命令行时，在命令末尾空格输入 \，命令行会条到下一行并继续输入，所以是在做续行，>是bash应对续行时的命令行提示符！

所以本地变量很多是为了支持bash实现对于的功能的！

b、我们上面使用i变量作为例子，i变量是本地变量，那现在我想把本地变量i设置未环境变量，我们可以直接export i即可，使用添加环境变量，不仅仅是export MYNEV = XXXX，还可以直接export 本地变量！ 那么现在有个问题，export 添加环境变量，这个命令是如何把信息传输给环境变量表的？我们知道环境变量有全局性，会在bash的子进程中继承，但是export是命令是子进程，export要把接收的环境变量放到父进程bash的环境变量表中，那子进程要如何把数据传递会父进程呢？（进程之间不是讲究独立性吗？这里又没用继承关系）

这里只有有个原因，这个export命令和其他的命令不一样，export这样的命令，我们称之为内建命令 built-in command这个命令在执行时不需要创建子进程，而是让bash自己亲自执行
这么做到的呢？export命令，命令就是字符串，bash识别字符串，发现是export就调用bash内部的函数或者系统调用完成操作！
这也是为什么，我们当时把我们的PATH修改了，很多命令都无法使用了，但是有些命令 依旧还可以使用，比如pwd，cd，export，就是因为这些命令是内建命令，只要bash还可以跑，这些命令就可以跑

这里简单的讲讲：脚本！

我们在XXX.sh后缀的文件中，写入一系列命令，如果我们想让文件里面输入的命令批量化执行，我们直接bash XXX.sh即可完成

例：