【Linux探索学习】第十五弹——环境变量：深入解析操作系统中的进程环境变 ...

Linux学习笔记：
https://blog.csdn.net/2301_80220607/category_12805278.html?spm=1001.2014.3001.5482
前言：
   环境变量（Environment Variables）是操作系统与应用程序之间的重要桥梁。它们为进程提供运行时设置信息，在操作系统的资源管理和应用程序的机动性方面扮演了关键脚色。本文将全面介绍进程环境变量的概念、常见环境变量、操作指令，以及如何通过C语言中的getenv和setenv函数对环境变量进行操作，配以代码示例和表格，帮助你深入理解这一重要知识点。
  

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目录

一、环境变量的基础概念
1.1 什么是环境变量？
1.2 环境变量的作用
二、常见环境变量
示例：查看系统中的环境变量
三、环境变量的特性
3.1 环境变量的继承
示例：父子进程环境变量继承
3.2 环境变量的生命周期
四、管理环境变量的常用指令
五、C语言中的环境变量操作
5.1 获取环境变量：getenv
函数原型
示例：获取环境变量值
5.2 设置环境变量：setenv
函数原型
示例：设置环境变量
5.3 删除环境变量：unsetenv
函数原型
示例：删除环境变量
5.4 遍历所有环境变量：environ
示例：打印所有环境变量
六、环境变量的安全性与常见问题
6.1 环境变量的安全性
6.2 常见问题与解决方案
七、总结

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一、环境变量的基础概念

1.1 什么是环境变量？

环境变量是键值对形式的全局变量，定义了系统和进程的运行环境。它们用于存储系统设置、用户信息以及运行时参数，供操作系统和应用程序读取和使用。
环境变量的根本格式为：

1. KEY=VALUE

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• KEY：变量名（大小写敏感）。
  
• VALUE：变量值，可以是路径、字符串、数字等。
  

1.2 环境变量的作用

环境变量的主要作用包括：
   

• 设置程序运行环境：如定义程序搜刮路径、语言环境等。
  
• 传递系统信息：提供系统版本、主机名等信息。
  
• 控制进程举动：通过变量值影响程序的举动和运行逻辑。
  

  我们来讲一下一个常见的环境变量的作用：程序搜刮路径（PATH）
PATH时我们在打开系统时就会存在的环境变量，我们可以通过下面的指令查看PATH环境变量的内容：

1. echo $PATH

复制代码

我们可以查看到一串的路径，那么这些路径有什么特别之处吗？
我们可以看这样一个例子，对于我们本身生成的一个可实行文件，比如myproc，要想运行必须是./myporc，而不能是.myproc，原因就是我们实行一个文件时是需要先找到它的位置的，我们需要告诉系统它是在当前路径下的
但是我们也知道有一些指令，比如pwd指令，我们并没有告诉系统它地点的位置，但是它仍然可以或许被实行，这又是为什么呢？这就与我们上面PATH中的路径有关了
之所以系统指令比如pwd,ls等可以不指明路径的原因就是它们的路径其实就是上面PATH中的路径，这些路径是系统默认搜刮路径，而我们本身创建的路径并不包罗在此中，但其实我们可以通过操作将我们的路径添加进去，比如：

1. PATH = $PATH:/home/zwt

复制代码

此时我们就发现我们将我们本身的路径也添加到PATH中去了
别的我们使用which查找指令时就是从PATH环境变量中搜刮的，所以此时我们也可以使用which查找我们本身写的可实行文件，比如上面提到的myproc

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二、常见环境变量

以下是操作系统中常见的环境变量及其作用：
环境变量形貌示例PATH定义可实行程序的搜刮路径，多个路径用冒号分隔。/usr/bin:/bin:/usr/local/binHOME当前用户的主目录。/home/usernameUSER当前用户名。usernameSHELL用户默认的Shell路径。/bin/bashLANG语言和区域设置，影响程序的语言显示。en_US.UTF-8LD_LIBRARY_PATH动态链接库搜刮路径。/usr/local/lib:/usr/libTEMP 或 TMP临时文件的存储路径。/tmpEDITOR默认文本编辑器。vim 示例：查看系统中的环境变量

1. # 查看所有环境变量
2. env
4. # 打印特定环境变量
5. echo $PATH

复制代码

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三、环境变量的特性

3.1 环境变量的继承

环境变量在进程的生命周期中由父进程传递给子进程。当一个进程创建子进程时，子进程会继承父进程的环境变量。
   

• 父进程修改环境变量，不影响已运行的子进程。
  
• 子进程修改环境变量，也不会影响父进程。
  

  示例：父子进程环境变量继承

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
3. #include <unistd.h>
5. int main() {
6.     printf("Parent: PATH = %s\n", getenv("PATH"));
8.     pid_t pid = fork();
9.     if (pid == 0) {
10.         // 子进程
11.         setenv("PATH", "/tmp", 1);
12.         printf("Child: PATH = %s\n", getenv("PATH"));
13.     } else {
14.         // 父进程
15.         sleep(1);  // 等待子进程修改完成
16.         printf("Parent after fork: PATH = %s\n", getenv("PATH"));
17.     }
19.     return 0;
20. }

复制代码

子进程的PATH环境变量修改了，但是父进程的没有被修改
输出阐明：

• 子进程的修改不会影响父进程的环境变量。
  

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3.2 环境变量的生命周期

• 环境变量的生命周期与进程绑定。
  
• 进程终止时，其环境变量也会被销毁。
  

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四、管理环境变量的常用指令

在Linux中，可以通过下令行轻松管理环境变量。
指令形貌示例echo $VAR查看环境变量的值。echo $HOMEexport VAR=value设置环境变量，并导出到子进程。export MYVAR=123unset VAR删除环境变量。unset MYVARenv 或 printenv查看当进步程的所有环境变量。env

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五、C语言中的环境变量操作

在C语言中，可以通过标准库函数操作环境变量，包括获取、设置和删除。
5.1 获取环境变量：getenv

getenv函数用于获取指定环境变量的值。如果环境变量不存在，则返回NULL。
函数原型

1. char *getenv(const char *name);

复制代码

示例：获取环境变量值

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
4. int main() {
5.     char *path = getenv("PATH");
6.     if (path) {
7.         printf("PATH: %s\n", path);
8.     } else {
9.         printf("PATH not set.\n");
10.     }
11.     return 0;
12. }

复制代码

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5.2 设置环境变量：setenv

setenv函数用于设置或更新环境变量的值。
函数原型

1. int setenv(const char *name, const char *value, int overwrite);

复制代码

• name：环境变量名。
  
• value：环境变量值。
  
• overwrite：是否覆盖已有值（非零值表示覆盖）。
  

示例：设置环境变量

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
4. int main() {
5.     // 设置环境变量
6.     if (setenv("MYVAR", "Hello, World!", 1) == 0) {
7.         printf("MYVAR set to: %s\n", getenv("MYVAR"));
8.     } else {
9.         perror("Failed to set environment variable");
10.     }
12.     return 0;
13. }

复制代码

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5.3 删除环境变量：unsetenv

unsetenv函数用于删除指定的环境变量。
函数原型

1. int unsetenv(const char *name);

复制代码

示例：删除环境变量

1. #include <stdio.h>
2. #include <stdlib.h>
4. int main() {
5.     setenv("MYVAR", "Hello, World!", 1);
6.     printf("Before unset: MYVAR = %s\n", getenv("MYVAR"));
8.     unsetenv("MYVAR");
9.     printf("After unset: MYVAR = %s\n", getenv("MYVAR"));  // 输出NULL
11.     return 0;
12. }

复制代码

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5.4 遍历所有环境变量：environ

全局变量environ存储了所有环境变量的指针数组，可以用来遍历当进步程的环境变量。
示例：打印所有环境变量

1. #include <stdio.h>
3. extern char **environ;
5. int main() {
6.     char **env = environ;
7.     while (*env) {
8.         printf("%s\n", *env);
9.         env++;
10.     }
11.     return 0;
12. }

复制代码

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六、环境变量的安全性与常见问题

6.1 环境变量的安全性

环境变量可能存储敏感信息（如API密钥、密码等），因此需要留意以下几点：

• 避免敏感信息暴露：尽量不要在环境变量中存储明文密码。
  
• 限制环境变量的访问范围：不要容易导出变量到子进程。
  
• 验证外部输入：防止外部程序通过环境变量注入恶意代码。
  

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6.2 常见问题与解决方案

问题原因解决方案环境变量未被子进程继承未使用export导出环境变量。使用export下令显式导出。环境变量过长导致错误部门系统对环境变量大小有限制（如ARG_MAX）。尽量收缩环境变量的值，或使用文件存储设置信息。修改环境变量无效修改变量后未启动新进程。确保变量在进程启动前已精确设置。

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七、总结

   环境变量是操作系统与应用程序之间的重要接口，它以简朴而机动的方式为进程提供运行时的设置信息。从本文中，我们学习了环境变量的根本概念、常见变量、管理方式，以及如何使用C语言操作环境变量。通过理论分析和代码示例，希望你能在现实开发中更好地理解和应用环境变量。
  在现实学习和工作中，合理使用环境变量可以或许极大进步程序的可设置性和机动性，同时也需要留意其安全性，避免泄露敏感信息。
  

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