linux进程的状态之环境变量

我们在前面了解了进程的状态及相关概念

接下来我们接着上一篇进程的状态接着了解环境变量

进程的状态

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前言

二、环境变量

1、常见环境变量

2、查看环境变量

3、修改PATH 

4、HOME

5、PATH

​编辑

6、和环境变量相关的命令

三、环境变量的组织方式

1、解释main函数里的参数

2、如何在程序中获得环境变量 

3、通过系统调用putenv和getenv获取或设置环境变量

4、普通变量与环境变量的区别

总结

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前言

我们在学校学习java时，我们第一步就是安装jdk等软件及在本地电脑上调试环境变量；

那么为什么要适配环境变量呢，它的作用是什么呢？

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一、环境变量是什么？

环境变量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，如：临时文件夹位置和系统文件夹位置等。

这也是为什么我们用xshell登录账号的时候会默认的工作目录是家目录。每个用户的家目录也是环境变量。

还有我们执行可执行程序时需要在前面加上路径，而指令却不用。按理来说，大部分指令也都是程序，执行后也会创建新的进程，那为什么我们使用类似ls这样的指令不需要在前面加上路径呢？这也是因为这些命令使用了环境变量中的PATH,是系统默认的命令路径，所以不需要用户指定路径（指定也可以）。

再比如:我们在编写C/C++代码的时候，在链接的时候，从来不知道我们的所链接的动态静态库在哪里，但是照样可以链接成功，生成可执行程序，原因就是有相关环境变量帮助编译器进行查找。

我们可以对环境变量有初步的理解，环境变量通常具有某些特殊用途，在系统当中通常具有全局特性.

二、环境变量

1、常见环境变量

PATH : 指定命令的搜索路径

（我们学习java时适配的环境变量就是这一种）

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。

2、查看环境变量

我们可以通过  printenv  或者  env  来打印

使用  echo $name 指令查看变量为name的值

3、修改PATH 

方法一：
将我们的程序所在路径加入环境变量PATH中,使用指令
export PATH=$PATH:test1程序所在路径

通过pwd来获取文件所在的地址

值得注意的是 由于export的作用效力在下一次登录就失效了，是临时的。
这是因为每次登录我们的PATH都会在文件 **/.bash_profile**里去加载。只有修改/.bash_profile里面的PATH才会永久生效。 

使用指令 sudo vim ~/.bash_profile编辑bash_profile文件

现在我们在bash_profile文件的PATH值后面添加我们的test1的路径

重新登录刷新PATH,之后就可以随时运行程序test1了

方法二：
将我们的程序拷贝到PATH里的路径就可以了，比如将test1拷贝到/usr/bin目录下，该目录存放的都是可以直接运行的指令。

4、HOME

记录当前用户的家目录
这也是为什么cd ~指令可以直接回到当前用户的家目录。
root用户的HOME

普通用户的HOME值

5、PATH

我们学习完了Linux指令和进程之后，我们知道了指令也是一种指令，那么为什么当我们运行指令的时候，我们不需要加 ./ 来让指令运行呢？如果我们写的代码编译以后形成的可执行文件想要像指令一样不加  ./  才能运行起来我们可以怎么做呢？

既然我们知道，指令可以直接执行是因为这些指令环境变量PATH里面已经包含了指令的路径，执行指令之前会在PATH里提供的路径里面去寻找。PATH 变量是一个由冒号分隔的路径列表，每个路径都指向包含可执行文件的目录。

先写一个简单的可执行代码test.cpp

  #include<iostream>#include<unistd.h>using namespace std;int main(){cout<<"hello mf"<<endl;return 0;                       }                                   

编译形成可执行的test

运行后可以打印出来hello mf   

而不带 ./ 就无法运行，还提示找不指令

那么我们将这个目录添加到环境变量PATH当中以后呢？

6、和环境变量相关的命令

1.env: 显示所有环境变量。
2.printenv: 打印指定的环境变量。
3 export: 设置或显示环境变量。
4.unset: 删除环境变量。
5.echo: 输出环境变量的值。
6.set:显示本地定义的shell变量和环境变量

三、环境变量的组织方式

每一个环境变量其本质就是一个以：区分键值对的字符串。：左边的是变量名字，右边是变量的值。
所有的环境变量都存放在一张表里面，这张表的每一个元素都是一个指针，指向一个表示环境变量的字符串。
当我们运行一个程序，就会收到一张来自父进程的环境表environ，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。

1、解释main函数里的参数

像我们常用的ls -a指令或者是rm -rf指令，其中-a和-rf都被称为指令的选项。不同的选项表示程序不同的功能。这些选项在使用的时候会被传给main函数里的 argc,argv，argc就是表示参数的个数，argv是一个指针数组，每一个元素指向一个参数（字符串）。（以上参数名称可以随便更改）那我们可不可以使我们的程序也像指令一样带这些选项呢？
 

#include <iostream>
int main(int argc, char *argv[], char *env[])
{int i = 0;for(; env[i]; i++){printf("%s\n", env[i]);}return 0;
}

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])
{extern char **environ;int i = 0;for(; environ[i]; i++){printf("%s\n", environ[i]);}return 0;
}

 以上程序可以输出运行该程序时，选项个数以及选项信息。

 由上我们可以观察到，argc以及argv实际上把指令本身也算进去了。我们的指令类似ls -a -l命令行带选项的原理也就是这样。根据分析命令行的参数来选择什么样功能，非常方便。

 

2、如何在程序中获得环境变量 

1.命令行第三个参数
当我们运行一个程序时，该程序可以看到该系统的环境变量表，其中main函数中的第三个参数就是记录着所有的环境变量（本质上是一个指针数组）。同样也可以在程序中输出观察。

2.通过第三方变量environ获取
libc中定义的全局变量environ指向环境变量表,environ没有包含在任何头文件中,所以在使用时要用extern声明。

3、通过系统调用putenv和getenv获取或设置环境变量

在程序中，我们可以使用getenv(name)取得参数 name 环境变量的内容.
比如我们getenv(PATH)就可以得到环境变量PATH的值

在man手册中的getenv（）函数介绍

同样，我们可以用putenv(char *string)用来改变或增加环境变量的内容。
参数string 的格式为name＝value, 如果该环境变量原先存在, 则该变量值置为value, 否则此参数内容会成为新的环境变量的键值对

在man手册我们可以看到该函数介绍
环境变量通常是具有全局属性的
环境变量一般具有全局性，可以被子进程继承下去
首先导入一个环境变量
export MYENV="hello world"

在程序种使用getenv（“MYENY”）看是否能获取到

bash进程时test2进程的父进程，在bash进程中修改了环境变量，其子进程test2也会收到一份几乎一模一样的环境变量表，也就能找到我们刚才的变量MYENV了。

那么为什么子进程会继承父进程的环境变量表呢？
原因是子进程会拷贝父进程的几乎所有数据，其中就包含环境变量表。
更详细讲解可以去看我之前的博客：
介绍了创建子进程的过程

4、普通变量与环境变量的区别

当我们不用export而是直接设置变量

这样设置的变量称为普通变量。
我们依旧可以使用echo $的方式输出变量的值。
通过env指令观察环境变量表我们发现key不在里面。说明普通变量不是环境变量。
那么普通变量跟环境变量有什么区别呢？
普通变量只会影响当前进程，并不会被子进程继承。
 

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总结

1. 为程序提供运行时的环境信息，使得程序能够更加方便、高效地运行。

  2. 配置系统行为，通过设置特定的环境变量，用户可以控制程序的运行方式。

  3. 存储路径信息，许多程序依赖于环境变量来找到所需的库和可执行文件。

  4. 管理用户信息，环境变量可以存储用户的主目录、临时文件夹等信息。

  • echo：查看指定环境变量的值。

  • env：查看当前用户全部的环境变量。

  • set：显示本地定义的shell变量和环境变量。

  • unset：取消本地变量和环境变量。

  • printenv：查看指定环境变量的值。