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1. 前言

本篇文章将以PATH环境变量为例来对整个Linux环境变量进行学习理解。

本文着重讲解了什么是PATH环境变量、如何添加PATH环境变量、系统中的其他环境变量、环境变量的由来、环境变量的基本操作以及命令行参数中环境变量的体现。

2 什么是PATH环境变量

Linux中的各种指令本质上是/usr/bin/目录下的一个个可执行程序，和我们自己编写的可执行程序没有任何区别：

但是我们发现，执行我们自己的程序时需要指定路径，但是执行Linux中的各种指令却不需要指定路径：

这是因为系统中存在PATH环境变量，PATH中存放着这些指令的地址。当我们使用这些指令时，系统会自动去PATH中寻找对应指令，如果找到了就执行，找不到就报错command not found。

3. 如何添加PATH环境变量

我们可以使用echo $PATH来查看PATH环境变量中包含的内容：

注：PATH中不同路径之间用:分割。

我们也可以通过向PATH中添加内容来让我们自己的程序可以不需要指定路径就能被执行：

==法一：==直接将程序添加到/usr/bin/目录下（不建议使用这种方法，因为我们写的程序没有经过测试，容易污染指令池）。

==法二：==使用export命令将当前可执行程序的路径导入到PATH中。

法二相关说明：

1. 其中的$PATH代表之前PATH中内容，:之后的为新添加的内容。注意不要直接export PATH=/home/czh/practice，这样会把之前的PATH覆盖掉，使得Linux中的各种指令必须指定路径使用。
2. PATH中不能由空格，因为Linux中以空格为分隔符。
3. 使用export命令声明，变量只在**当前的shell(BASH)或其子shell(BASH)**下是有效的，在关闭shell后失效，再打开新shell时就没有这个变量，需要使用的话还需要重新定义。

4. 系统中的其他环境变量

PATH环境变量只是系统中众多环境变量的一种，除了PATH，我们还有许多其他环境变量，且不同的环境变量有不同的功能，也适用于不同的场景，比如：

• HOSTNAME：主机名
• USER：当前用户名
• PWD：当前系统路径
• HOME：当前用户的家目录
• HISTSIZE：shell能记忆的最多历史命令的条数

我们可以使用env命令来查看系统中所有的环境变量：

5. 环境变量的由来

ls -al /home/czh可以发现家目录下存在两个隐藏文件.bash_profile与.bashrc：

实际上，当我们在登录shell时，操作系统会让我们当前的shell进程执.bash_profile中的内容，而.bash_profile又会调用执行.bashrc，它们会将对应的环境变量导入到shell进程的上下文环境中。所以，如果我们上面不小心将$PATH覆盖掉了也不用担心，重新登录shell就好了。

至此，环境变量的定义如下：

环境变量是操作系统为了满足不同的应用场景，预先在系统内设置的一大批全局变量，这些变量往往具有特殊功能，且能够一直被bash以及bash的子进程访问。

注：环境变量具有全局属性的根本原因是环境变量会被子进程继承。

6. 环境变量的基本操作

6.1 设置环境变量

Linux命令行其实是可以定义变量的，但是以这种方式定义出来的变量是本地变量，即只在bash进程中有效，而不是环境变量，因为环境变量具有全局属性：

我们可以使用export直接定义环境变量，也可以使用它将已存在的本地变量导为环境变量：

我们可以使用set命令来查看所有变量，包括环境变量和本地变量；使用 unset 来取消变量，包括环境变量和本地变量：

6.2 通过getenv获取环境变量

我们可以使用echo $环境变量名来获取特定的环境变量，也可以通过getenv()函数来获取环境变量：

其中name是我们要获取的环境变量的名称，如果获取成功就返回该环境变量的具体内容，失败就返回null。

有了getenv函数后，我们就可以自己编写系统中的某些指令了，比如pwd：

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

#define MYPWD "PWD"

int main()
{
    char* env = getenv(MYPWD);
    printf("%s\n", env);
    return 0;
}

6.3 环境变量的应用场景

我们上面提到，环境变量是操作系统为了满足不同的应用场景，预先在系统内设置的一大批全局变量。其中PATH是为了满足我们指令路径搜索的需求，而除了指令需求之外还有许多其他需求，其中非常重要的一个就是身份认证。

我们以一个例子说明：

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

#define USER "USER"

int main()
{
    char* who = getenv(USER);
    if(strcmp(who, "root") == 0)
    {
        printf("Operation success!\n");
    }
    else 
    {
        printf("Permission denied!\n");
    }
    return 0;
}

注：这里要使用su -，而不能使用su，因为su -会重新登录shell，此时shell会重新加载环境变量，让$USER从czh变为root，而su只是把用户身份切换为root。

我们可以在程序内部通过getenv函数来获取当前的Linux用户，然后判断其是否具备某种权限，再执行对应操作，另外，我们还可以通过stat来获取一个文件的其他属性，比如读写执行等，然后根据这些属性判断一个用户是否能对该文件进行操作：

7. 通过命令行参数获取环境变量

我们上面提到，程序可以通过getenv函数来获取环境变量，其实除了getenv函数，程序还可以通过命令行参数传递来获取环境变量。

学过C语言的同学应该都知道，main函数其实是有参数的，且这些参数通过命令行传递：

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

其中argv是一个指针数组，数组里面的每一个元素都指向一个字符串，argc用来指定数组元素的个数；它们配合使用可以实现类似于ls -a -l -d选项的功能。

而指针数组env就是用于接受父进程传递过来环境变量的参数，我们可以通过在main函数中打印env中的内容来验证它：

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

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

程序也可以通过环境表environ来获取环境变量

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，每个进程都会收到一张环境表：

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

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

注：environ是一个全局的外部变量，所以切记使用前要用extern关键字进行声明，然后再使用。

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