Linux环境变量

孤儿进程

概念:父进程先于子进程结束，这样的子进程就叫做“孤儿进程”；

“孤儿”进程，真的就没有了父进程了吗？
答案是当然不是，当子进程原先的父进程先子进程一步“去”过后，会由os启动领养程序，该子进程会被init进程（也就是os）领养，此时init进程就是子进程的父进程；

那么为什么孤儿进程需要被init领养呢？
回答这个问题，也就是回答，如果不领养孤儿进程会怎么样？
如果没有进程领养孤儿进程的话，在孤儿进程结束后，由于没有父进程接受它的状态码，也就是没有父进程对其所占的空间进行回收，孤儿进程就会一直处于“僵尸”状态，白白的浪费内存，造成内存泄漏，为此为了回收孤儿进程结束过后的空间，os就安排自己充当了孤儿进程的父进程；
下面我们通过一段代码，来演示孤儿进程：

   #include<stdio.h>                                                                                                                                                                                             #include<unistd.h>int main(){pid_t id=fork();if(id==0){//childwhile(1){printf("我是子进程,我的pid:%d,我的ppid:%d\n",getpid(),getppid());sleep(1);}}else if(id>0){//fatherint sec=10;while(sec){printf("我是父进程,我的pid:%d,我的ppid:%d,我还有%ds死去!\n",getpid(),getppid(),sec--);sleep(1);}}else{printf("error!\n");}return 0;}

我们可以通过利用ps -axj命令来查看我们进程的pid和ppid：

此时子进程由原来的前台程序，变为了后台程序，我们可以通过ps命令输出的STAT哪一项来判断，状态带+号的就是前台程序，不带+号的就是后台程序；我们利用Ctrl+c的快捷键杀不死后台程序，但是我们可以利用命令kill -9 pid或者killall 进程名这两个命令来杀死进程；

进程优先级

什么是进程优先级：就是那个进程先执行，那么进程后执行；

为什么会有进程优先级？
因为CPU资源有限，为了使每个进程都合理的使用到CPU资源；

怎么使用优先级?
首先我们可以通过命令:ps -al来查看：

其中修改优先级的公式:PRI=PRI(默认值)+nice;
nice的取值范围:[-20,19];
nice值为什么是这个区间，因为一个进程的优先级必须有个度，不能过高也不能过低，过高或过低都会严重造成CPU资源的分配不合理；
如何修改优先级？
我们可以输入top命令->输入r->输入进程pid->输入nice值;
一般情况下，我们普通用户只能把优先级变大，不能把优先级变小，如果想要变小优先级，我们可以切换成root：

如果想要变小优先级的话，需要切换成root，因为普通用户权限不够；

其他概念

竞争性: 系统进程数目众多，而CPU资源只有少量，甚至1个，所以进程之间是具有竞争属性的。为了高效完成任务，更合理竞争相关资源，便具有了优先级.
独立性: 多进程运行，需要独享各种资源，多进程运行期间互不干扰.
并行: 多个进程在多个CPU下分别，同时进行运行，这称之为并行.
并发: 多个进程在一个CPU下采用进程切换的方式，在一段时间之内，让多个进程都得以推进，称之为并发.

环境变量

概念：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
说实话，这官方的概念，我们初学者理解起来比较困难；我来说说我对于这句话的理解吧：
我认为环境变量就是指定os在一些特定情况下该做什么的动态参数；
就比如：os应该把临时文件放在哪里？当我们运行一个程序时，并没有指定该程序的位置时，os应该去哪里寻找这个程序？在我们需要读取当前机器的用户名时，os应该去哪里拿？
我们可以通过设置环境变量，来告诉os，遇到这些情况时，应该去哪里寻找“答案”；

感性的理解环境变量

或许上面的一通概念，并没有让我们理解什么是环境变量，下面我们通过一个例子来更好的理解环境变量：

在Linux环境下，为什么在运行我们自己的可执行程序时需要带上./这样的相对路径，或者绝对路径？而在运行诸如:ls、cd、tree、cp等命令时不需要带上它们的路径？我们可不可以让自己的程序也能不带上路径就运行起来呢？
首先当我们在运行一个不带任何路径的程序时，os会去PATH环境变量下，寻找是否含有当前程序，找到了就执行，找不到就报错！而对于我们指定路径的程序，则去指定路径下搜索！
那么PATH环境变量里面到底装的是什么？
我们可以通过命令：echo $PATH来查看PATH环境变量下的内容：

我们可以发现PATH里面都是一些路径，这些路径以:作为分隔！
那么我们如何让我们自己的程序像ls等命令一样不用指定路径也能直接使用呢？
如果我们想要想要像:ls、pwd、tree等命令一样使用起来不带路径的话，我么只需要将我们的可执行程序添加到PTAH中任一一条目录下或者将我们的路径追加到PATH环境变量下面；
首先我们来实验一下第一种办法：
1、将我们的可执行程序添加到PATH环境变量下的任意一路径中去，比如我们可以将我们都程序添加到PATH下的/usr/bin/目录下去：

当然如果我们还是按照原来的方式./Code2-22来运行程序也是可以的：

2、直接将我们当前目录添加到PATH环境变量中去：
首先我们先来演示一种错误的添加方式：
PATH=路径

向上面这种添加方法，虽然我们的程序可以不带路径运行了，但是像ls这些命令就不能运行了，想要运行他们必须带上路径了：

可这终归不是万全之策，在后续的使用上极其不方便！这里主要有两个解决办法：
1、将原来PATH默认的路径重新赋值给PATH
2、重新登录shell就可以了；
既然上面的那种赋值方式不是正确的方式，那么该如何向PATH环境变量里面追加路径呢？
PATH=$PATH:路径

像这样，过后我们不仅可以不带路径的使用我们追加的路径下的可执行程序，同时也不会影响ls等命令的使用：

常见的环境变量

通过上面的例子我们对于环境变量有了一定的理解，接下来我们来看一看一些比较常见的环境变量：

PATH : 指定命令的搜索路径；
HOME : 指定用户的主工作目录(即用户登陆到Linux系统中时,默认的目录)

SHELL : 当前Shell,它的值通常是/bin/bash。

USER:当前登录机器的用户；

PWD：当前所在目录；

当然这都是一些比较常见的环境变量，我们如果想要查看所有环境变量的话，我们可以使用命令env

添加环境变量

那么如何添加环境变量？
我们可以通过命令export 环境变量我们也可以给这个环境变量赋值export 环境变量=100；

环境变量的组织形式

首先我们知道环境变量是存储的有内容的，那么这些环境变量里面的内容是从哪里来的？
答：环境变量的内容一般是由os从特定的配置文件中读取到的，当我们的os启动完毕过后，os就会读取相关配置文件里面的数据放到环境变量里面；在Linux下环境变量一般都在家目录下的.bashrc和.bash_profile;
这些环境变量也是数据，os也会对这些数据进行管理，os利用一个字符指针数组来维护这个环境变量表

每个程序都会收到一张环境表，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；
这个环境变量表的最后一个元素是NULL，以此来表示环境表的长度;

通过代码如何获取环境变量

通过代码环境变量主要有3种方式：

1、通过main函数的参数获取；
我们都知道main函数是可以带参数的，而且最多可以带3个参数，比如：
int main(int argc,char*argv[],char*envp[]);
其中envp就是指向这个环境表的首元素指针，通过envp我们可以获取到环境变量：
下面我们通过代码测试：

2、我们也可以不用main的参数，C语言给我们提供了一个全局的字符指针，用来指向环境表，我们也可以通过这个全局的环境表来访问环境变量，这个全局的字符指针也就是：environ，我们只需要声明一下即可使用：


3、通过getenv函数来获取；
上面的两种方法虽然可行，但是用起来实在是不方便，比如我向访问一下USER这个环境变量，还得我自己去写匹配算法去一个一个寻找，很是麻烦，而是用getenv函数则会省去我们自己写匹配算法查找的过程，我们只需要告诉getenv我们需要获取哪个环境变量即可，getenv就会返回对应环境变量的内容；如果没有找到对应环境变量则返回NULL；

接着我们利用getenv来测试一下：


的确是这样的，为此我们可以利用该函数实现一个只允许ikun使用的pwd命令！
测试代码：

为了保持我们的pwd指令能像系统的pwd指令那样执行，我们需要将我们的代码所形成的可执行程序添加到PATH其中一个默认目录下：

接着我们来使用一下自己的pwd：

再次理解环境变量

环境变量就是内存级的一张环境变量表，这张表由用户登录的时候，os根据用户形成用户自己环境变量表；每个用户的环境变量表都不一样！
环境变量表中的每个元素都有自己的作用和应用场景，有的是用来进行查看当前用户名的，有的是用来进行用户查找的，有的用来记录当前路径的等等……
每一个环境变量都有自己的应用场景；

那么如何理解环境变量是一张内存级的表呢？
你说一个int a=10；double b=20；这样的a、b变量我能理解，那么环境变量为什么说是内存级？
在os启动的时候，os会启动shell程序，然后将自己读取到的环境变量交给shell，当我们在命令行输入export MYPATH=1000，shell会认为你是在定义一个新的环境变量，然后shell就会去内存找块空间将"MYPATH=1000"这个字符串存起来（或者malloc一块空间），让后将该空间的指针添加到环境变量表里面！这样就完成了新增环境变量！环境变量是可以被子进程继承下去的，而我们启动的程序都是shell的子进程，因此我们的进程是可以拿到shell维护的环境变量表的！
同时我们需要注意一下，export定义的环境变量具有全局性，也就是export定义的环境变量是会进入环境变量表的，也就可以被所有子进程访问，但是没有用export定义的环境变量，是不具有全局性的，这种环境变量不会进入环境表，自然也就无法被子进程访问，只能在Shell本身进程访问！
比如我们现在创建一个本地的环境变量：我们的子进程是访问不到的：

我们再来通过我们的程序获取该变量：


我们的Code2-22作为shell的子进程并没有在从shell上继承下来的环境表中访问到MYPATH
同时我们也可以通过命令env来验证，该命令env只会显示出全局的环境变量，对于本地环境变量不显示：

我们发现依旧没有结果；
当时我们用set命令来找到我们设置的本地环境变量，set命令会显示出全局的和本地的环境变量；
如果我们想要清除环境变量的值可以用unset命令：

命令行参数

上面我们再介绍利用代码获取环境变量的时候，提到了可以利用main函数的参数来获取，其中我们介绍了envp参数，但是argc、argv参数没怎么讲，现在我们就来理解一下这两个参数的意义；
int main(int argc,char*argv[],char*envp[]),从结构上我们可以看到argv与envp是同一个类型，于是我们可以大胆的猜测一下，argv也可能表示的是一张表！其中argc是这个表的长度！
那么这个表里面有什么呢？我们可以打印出来看看：


我们可以发现argv似乎输出的是们在命令行输入的指令，我们命令行输入的什么，argv就输出什么；
我们现在来剖析一下我们在命令行输入的东西：

你看这和我们ls -a -l 的形式是不是一样的，实际上我们在命令行指令+选项的方式时，shell会读取到这一串字符串，然后以空格作为间隔，将指令和选项存在一张表里面，当Shell为我们的指令创建进程的时候就会将这张表传给子进程！子进程就可以根据选项表现出不同的功能；

因此argv的作用就是可以让我们的程序根据不同的选项执行不同的功能！