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linux进程概念——解析命令行参数——环境变量详解

作者：我家小花儿 | 2024-08-10 05:26:37

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前言：本节内容还是linux进程，主要讲解里面的环境变量——我们首先要知道的就是环境变量其实就是操作系统维护的一组kv值，环境变量是系统提供的一组 变量名=变量值 形式的变量。不同的环境变量之间具有不同的用途，并且具有全局属性。本篇内容主要分为两个大板块——第一个大板块主要是具体举几个环境变量的例子、第二个大板块主要是讲解环境变量的概念与知识点。

ps：本节内容适合了解进程PCB的友友进行观看

PATH

我们以前说过，指令的本质就是一个进程。而且，我们以前也说过，我们自己写的程序必须加上./, 而指令不需要./——请问这是为什么呢？

这是因为，系统当中，针对我们指令的搜索，我们的系统会为它提供一个环境变量——PATH， 我们可以使用echo $PATH打印。（注意，这里的$符号不能去掉，因为不加$就意味着echo会将PATH当作一个字符串进行打印）。这个时候，打印的内容里面包含一串串路径，并且这些路径用“：”进行分割，这里面的每一条路径都对应着我们的指令进行搜索的路径。如下图；

也就是说，我们的系统怎么知道我们都是用的指令在哪里寻找呢？就是因为PATH, 当我们调用某个指令的时候，系统会进入PATH显示的每一个路径里面一个一个进行查找。没找到就继续下一个，没找到就继续下一个。而如果某个程序被放到这些路径下面，那么系统默认就会找到（就比如我们使用的指令就是放到这里面的），而如果某个程序没有被放到这些路径下面，系统默认就找不到，就会返回commend no found。而如果想要运行这个程序就要输入这个程序的相对路径(就比如我们运行我们自己写的程序，就是使用./程序，这就是相对路径)

想要在环境变量的路径中添加路径怎么做呢？

就是使用PATH=$PATH:新添路径——其实这里的等号后面的路径就相当于PATH的新路径，如果等号后面的PATH不要了，只要添加新的路径，那么新路径就不是现在这样既有PATH原本的路径，又有新添路径了，而是只有一个新路径。

注意：此时所修改的环境变量是内存级的环境变量，想要变回来只需要重新启动一下xshell。

综上:PATH:linux系统指令的搜索路径。

windows下面的同样有环境变量，事实上，当我们使用python、java这些解释型语言的时候，都需要配置环境变量，而windows下面的环境变量的修改方法如下:

HOME

如图我们登陆了普通用户，并且可以使用pwd查看当前当前目录，同时我们使用echo $HOME;

也可以看到当前的目录。

一个用户默认登录的进入的是用户的家目录，那么为什么会这样呢?

因为一个用户在登录时，系统默认识别$HOME命令，查看当前用户的家目录在哪里，当我们登录的时候，就默认执行了cd $HOME指令进入了用户的家目录下。

SHELL

$SHELL可以查看当前命令行用的是什么，即，当前shell用的是哪一个可执行程序。

其他的，还有很多的环境变量， env指令可以查看当前自己的进程和bash进程从系统继承下来的所有环境变量

getnev

通过c语言， c++我们也可以通过getenv函数获取某个环境变量。

那么环境变量在权限中的应用？

如何就是通过getnev获取当前用户，获取用户后和root账户做对比，根据if else语句判断是不是root账户，并在if或者else代码块里面执行对应的动作。通过这个，我们就能更好的理解权限问题——对于一个文件或者某个指令的权限判断，是拥有者，还是所属组，亦或者是其他人。

什么是环境变量

关于什么是环境变量，在前言中博主已经提到。但是这里还要补充一点：环境变量其实是有一定的用途的，比如当前用户的家目录在哪，当前的用户是谁，指令的搜索路径是哪里， shell的可执行程序是哪个等等。

而要具体的理解环境变量，需要先理解命令行参数。下面我们先来理解一下命令行参数的概念。

命令行参数

对于main函数来说，其实它是可以有参数的，如下：

int main(int argc, char* argv[]){}

这里面的argv是一个指针数组， argc代表argv的数组元素个数。 argv里面的元素个数由argc决定。

这里可以使用一个循环，将argv里面的元素全部打印出来：

然后我们运行这个程序，或者运行这个程序的时候加上一些选项，就能看到打印出来的结果分别是这样的：

ps：这里有一个题外的问题——main函数是第一个被系统调用的函数吗？——不重要，友友们自行跳过即可。

为了回答这个问题，我们就要思考如果main函数是第一个被调用的函数，那么它是不是就势必不能被传参？而我们的main函数是有参数的；而且我们从c语言也说过第一个被系统调用的函数其实是叫做starUp的函数，这个函数真正的无参。

回到上面的图中，想要知道为什么我们输入的选项越多，打印的内容就越多，就涉及到了bash的知识点——其实我们在bash上面输入任何指令，本质上都是在输入字符串。就比如我们上面输入./process-7-11.exe -a -b -c，这个其实就是输入了一个"./process-7-11.exe -a -b -c"字符串而已。而bash在进行命令行解释的时候会将这些字符串按照空格进行分割，这些字符串分成一个新的字符串一起传给main函数作为形参，也就产生了下面这种效果，然后for循环再依次打印。

bash命令行为什么要这么做呢？

我们来看一个程序，就能知道bash为什么会这么做了：

我们运行这个程序，就可以得到如下结果：

对比我们使用ls加选项的时候:

对比上面的两个选项，我们是不是就能发现，我们常用的指令，为什么要打上选项？是不是就是因为指令加选项本质上都是运行一个程序，只是根据不同的选项，走到了不同的else if里面，然后执行了对应的功能模块。这就是指令选项的本质，这就是命令行参数。——也就是说，命令行参数的一个重要功能就是为指令、工具等提供命令行选项的支持！！！

而只要需要选项，那么就要用到命令行参数，所以要有命令行参数——即命令行参数的意义就是，为了让我们使用程序的时候根据不同的选项，执行不同的操作。

我们使用ls --help就能查看ls的所有选项

也就是相当于我们自己编写的程序，加上了一个--help选项

最后要补充一点的就是对于argv来说，它的最后一个元素默认是NULL，也就是说我们在上面程序模拟的时候，其实是不需要使用if判断，如下图：

现在来看一个叫做向量表的概念。这个向量表其实就是上面的argv, 类似下图:

知道了这些东西以后，那么，这里就可以回归正题——>环境变量。

命令行参数里的环境变量

我们学习命令行参数不是无理头的，命令行参数和环境变量具有一定的关系，在哪呢？——请问，有没有人规定命令行参数只有argc， argv？没有，也就是说， main的参数可能还有别的。那么， main函数还真有一个别的参数，这个参数就叫做int* env[], 这个env[]里面保存的是main当前进程的所有环境变量。而且，这个env[]的结构这里也可以提一下——就是向量表。也就是说， main函数的参数里，有两张核心向量表，一张用来保存选项，一张用来保存环境变量！！！

下面是实验：

运行后，就可以发现和我们使用env指令一样

综上，我们以后再看待运行程序的时候，就可以这么考虑——》一定是有一个startUp直接或者间接调用了main函数，并将两张向量表，一个选项表，一个环境变量表传给了main函数。然后main函数再跑起来。

那么这里就有了结论，首先我们知道我们自己运行的这个程序是一个子进程，而bash是一个父进程。但是我们在bash下使用env的时候和我们在子进程下打印的环境变量是一样的。 ——这个结论就是——我们所运行的程序，都是子进程， bash本身在启动的时候，会从操作系统的配置文件中读取环境变量信息， bash再在自己的上下文中构建一个环境变量表。当我们的子进程需要的话，就可以将环境变量信息给子进程一份。也就是说，子进程会继承父进程交给他的所有环境变量！！！这就是为什么环境变量具有全局属性——因为他会在子进程中一个一个地完整的继承下去。

但是这里有一个问题，就是环境变量也是数据，我们知道进程之间是独立的。而如果一个子进程想要修改环境变量，那么就一定不能够影响父进程的环境变量（写时拷贝）

那么，我们如何验证这些环境变量可以一个一个的传承下去呢？

在这里我们可以自己添加一个环境变量——这里的变量有两种，一种是直接变量名=变量，这个是本地变量。另一种是export变量名=变量，这个是环境变量。我们需要使用后者。