macOS 环境变量加载探究

使用 macOS 安装环境，见到过很数种环境变量配置方法，每次也都是按照别人的代码，人家配置在哪 我就配置在哪，其实不太清楚有什么区别，决定记录下。

• 本机 macOS 13.3，从 macOS Catalina(10.15) 开始，macOS的默认终端从bash变成了zsh ，所以在网上经常看到的 ~/.bash_profile 事实上是无法生效的，应该修改 ~/.zshrc。
• 我们常说的环境变量修改有两种方式，分为系统级别（对所有用户生效）和用户级别（对当前用户生效），像 /etc/profile 这种在 /etc 目录下的配置则都属于全局配置，～/ 则属于用户级别的，当然 macOS 也不是服务器，一般就自己一个人用，也不用分得太清楚。

系统级别

1. /etc/profile 文件
   • 语法格式：采用 Shell 命令语法
   • 加载时间：系统启动时加载，更新重启生效。
   • 不建议修改，最好在用户级别的配置文件中进行个性化设置。
2. /etc/paths 文件：路径格式，在系统启动时，这些路径会被添加到全局的$PATH环境变量的前面，影响所有用户和进程。
   • 语法格式：每行一个路径，没有特定的语法格式。
   • 加载时间：系统启动时加载，更新重启生效【但本机实测更新后，打开新终端窗口能够生效，不确定】。
   • 加载原理：系统启动时，其中的路径会被添加到系统的 $PATH 环境变量的前面
   • 全局环境变量建议修改这个文件。
   • macOS 特供（/etc/paths.d/同），在 Linux 系统中通常不是标准配置，Linux 通常使用 /etc/profile 或 /etc/environment
3. /etc/paths.d/ 目录：这个目录中可以放置其他路径设置的文件，每个文件包含一行一个路径。同样在系统启动时，这些路径会被添加到全局的$PATH环境变量的前面，影响所有用户和进程。
   • 语法格式：每个文件包含一组路径，没有特定的语法格式。
   • 加载时间：系统启动时加载。
   • 加载原理：/etc/profile 脚本中有一行 eval `/usr/libexec/path_helper -s，这个path_helper工具会读取/etc/paths.d目录下的文件里面的路径，然后加载在环境变量$PTAH。

/etc/paths vs /etc/paths.d：

• macOS 系统升级时，/etc/paths文件在系统升级时可能会被覆盖或修改【不过事实上，我一年多以前配的路径现在还活的好好的，中间经历过一次大版本，数次小版本更新】，导致用户的自定义路径设置丢失，而/etc/paths.d/目录下的路径配置通常不会受到影响。

• 模块化：如果一个软件需要将自己的可执行文件路径添加到全局$PATH中，它可以在/etc/paths.d/目录下创建一个独立的文件，这样具有更高的可维护性，当需要安装、卸载一个软件相关的路径时，系统只需要创建、删除一个单独的文件，整个路径配置也更加清晰易懂。

用户级别

1. ~/.bash_profile、~/.bash_login、~/.profile
   • zsh 下不生效，如果想让其生效，可以修改 ~/.zshrc，在其中添加如：source ~/.bash_profile
   • 语法格式：采用 Shell 命令语法
   • 加载时间：用户登录时加载，根据存在的文件依次执行，优先级为 ~/.bash_profile > ~/.bash_login > ~/.profile。
   • 加载原理：在用户登录时按顺序查找，按照从前往后的顺序读取，找到第一个存在的文件并执行其中的命令（后面的几个文件就会被忽略了）
     是否建议修改：建议在这些文件中进行个性化的环境设置，因为它们只对当前用户有效。
   • 建议在这个文件中设置用户级别的自定义配置，它只影响当前用户的非登录 shell 环境

注意：与 Bash 不同，Zsh 并没有类似于 Bash 中的 ~/.bash_profile 配置文件。在 Zsh 中，登录时的配置任务主要集中在 ~/.zprofile 文件中。（还有 .zlogin .zshenv 但是我本机中并没有这些文件）

2. ~/.bashrc、~/.zshrc：

• 只在非登录 shell 中读取。它通常用于配置终端的行为和设置用户自定义的环境变量。
• 语法格式：采用 Shell 命令语法
• 加载时间：非登录shell，打开终端窗口时加载。
• 加载原理：~/.bashrc 文件通常由 Bash 非登录 shell 在启动时加载。它适用于用户的自定义配置，只影响当前终端会话。
• 建议在这个文件中设置用户级别的自定义配置，它只影响当前用户的非登录 shell 环境。

登录 shell 与非登录 shell

登录 shell ：在用户登录系统时启动的交互式 shell。当用户通过终端、SSH 或其他方式登录到系统时，登录 shell 会执行用户的登录配置文件，例如 .bash_profile 等（这些文件根据所使用的 shell 类型可能有所不同），登录配置文件通常包含用于设置环境变量、执行启动脚本以及其他需要在登录时进行的操作。

非登录 shell ：在已经登录系统的情况下启动的交互式 shell。当用户在登录后打开新的终端窗口或者运行一个 shell 脚本时，会启动一个非登录 shell。非登录 shell 不会读取用户的登录配置文件（所以，修改 ~/.bash_login 后需要 source xx 才能生效），而是读取 ~/.bashrc或~/.zshrc等。这些文件通常包含设置别名、定义函数、配置 shell 提示符等。

在使用Windows系统时不会困惑，因为Windows时典型的单用户操作系统，同时只允许一个用户登录，但是在使用macOS后，会比较困惑，到底什么算用户登录？我在图形化界面输入密码后按回车？还是每打开一个终端？困惑的原因也是每次打开终端，都会有类似 login 的字眼。

通过几个例子来明确“用户登录”的概念，什么算“用户登录”，什么算“已经登录”

1. 通过命令行登录一个无图形化界面的Linux操作系统：登录 shell，没什么疑问。
2. 通过 SSH 远程连接云服务器：登录 shell。通过 SSH 远程登录到服务器时，会启动登录 shell，并执行你的登录配置文件，以确保你获得正确的环境和配置。
3. 先通过 SSH 远程连接一次云服务器，同时连接第二次：每个 SSH 连接都会启动一个新的登录 shell，即使你在同一用户下打开多个 SSH 连接，它们也是独立的登录 shell。
4. 通过用户登录界面登录图形化界面 Linux 系统：登录 shell，本质上与1相同。
5. 通过用户登录界面登录图形化界面 Linux 系统后，再打开一个终端窗口：非登录 shell，不会再次执行登录配置文件，所以为了~/.bash_login中的配置能够做到重启终端生效，我们会在 .bashrc或.zshrc 中配置 source ~/.bash_profile。
6. 使用 su 命令切换用户：非登录 shell，不会执行目标用户的登录配置文件。
7. 执行 shell 脚本：非登录 shell，没什么疑问。

环境变量加载顺序

Mac系统的环境变量，加载顺序为：【这里仅就常见的几种方式做顺序展示，中间过程可能会有一些遗漏】
bash：/etc/profile -> /etc/paths -> /etc/paths.d/ 文件夹所有内容 -> ~/.bash_profile -> ~/.bash_login -> ~/.profile -> ~/.bashrc
zsh：/etc/profile -> /etc/paths -> /etc/paths.d/ 文件夹所有内容 -> ~/.zprofile -> ~/.zshrc

参考资料

• Mac中环境变量加载顺序 - 宋建明 - 博客园 (cnblogs.com)

• osx - Use /etc/paths or /etc/paths.d to add items to the PATH in macOS Sierra? - Unix & Linux Stack Exchange