环境变量：Linux 系统中的‘神经网络

原创已于 2025-10-26 14:01:38 修改 · 981 阅读

19 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#linux #运维 #服务器

于 2025-02-24 19:44:23 首次发布

在 Linux 系统中，环境变量就像神经网络中的“神经元”，连接着系统的各个组件，确保指令、数据和状态信息能够在用户、进程和操作系统之间高效传递。它们是系统运行的隐形规则，决定了许多关键行为和运行逻辑。

1.基本概念

1.1.什么是环境变量？

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如：我们在编写C/C++代码，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。

1.2.命令行参数

C语言的main函数也有参数吗？答案是有的。

通过下面的例子，我们发现main函数的参数与命令行参数有关

argc表示传递给程序的命令行参数的数量（以空格作为分隔符），包括程序名本身。

argv是一个指向字符串数组的指针，每个字符串代表一个命令行参数。argv[0]是程序的名称，后面的元素是用户输入的参数。argv用来实现选项功能。

下面这段代码的作用是实现一个简单的命令行参数解析器，根据输入的选项（-a、-b、-c）执行对应的功能，并在参数无效时提供正确的使用提示。

上面的结果反映了main的命令行参数，是实现程序不同子功能的方法，而这正是linux指令选项的原理。

2.一个例子，一个变量

2.1.自定义程序命令与系统命令

通过上面的学习，我们对指令选项作用原理有了浅薄的认识，那么我们再来思考一下为什么执行code时需要使用./code，而使用系统命令时（例如 ls ）可直接使用？

（1）要执行一个命令，必须先找到它。linux系统中“ . ”表示当前目录，./code则表示在当前目录下执行名称为./code的文件。

（2）系统中存在环境变量，来帮助系统寻找二进制文件（怎么找？bash 通过 PATH（一个环境变量）来找）

ls 本质上是一个 usr/bin/ 目录下的二进制文件（指令的本质就是在系统里提前预装的二进制程序）。

为什么我们不需要写路径，系统就能直接找到ls命令呢？这是因为系统会直接到usr/bin/目录下去寻找。系统为什么会到usr/bin目录下去寻找呢？因为系统中存在环境变量PATH， 该环境变量告诉系统搜索指令的默认搜索路径。

而如果我们将自己写的二进制文件，也拷贝到usr/biin/目录下，就可以不带路径直接执行了

查看一个环境变量：echo $环境变量

以冒号作为分隔符，依次在上面各个绝对路径下查找是否有该命令

例如使用 ls，首先在 /usr/local/bin 目录下查找是否有该命令，没有则继续在/usr/bin目录下查找，找到了则调用该命令。

正因为有PATH，所以我们执行 ls 不用带路径，不用写成 /usr/bin/ls。

我们可以手动将一个路径添加到PATH，这样系统就会自动到该路径目录下查找

上面的方法是直接赋值，会将当前的路径覆盖到PATH中。直接退出xshell重新登陆即可恢复。

给PATH添加路径：PATH=$PATH:路径

同样，退出xshell再重新连接，手动添加的路径就会消失

2.2.从存储角度理解环境变量

当我们登录时，系统会创建一个bash进程，bash从系统中读取所有的环境变量信息，在bash内部形成一张表->环境变量表（一个指针数组）

当我们输入一个命令时，例如 "ls -a -b"，这个命令先被 bash 拿到，然后构建命令行参数表（argv），这样 bash 就可拿着命令的名字去环境变量表中找到PATH，在PATH路径下寻找命令是否存在，存在则创建子进程执行。

这类基于 bash 的 Linux 终端环境中，在命令行输入的所有命令，都会由 bash 进程负责解析、执行。

2.3.环境变量从哪里来

环境变量最开始从系统中的相关配置文件来的

这个文件在每次打开新的交互式非登录 shell 时执行。它通常用于配置 shell 的行为，如别名、Shell 函数、提示符等。

使用场景：当你在一个已打开的终端中打开一个新的标签或窗口时，.bashrc 会被执行。这是设置日常命令的地方。

下面是该文件里的部分内容

检查系统级的 /etc/bashrc 文件是否存在，若存在则加载它。
这一步是为了继承系统全局的 bash 配置（如系统级别名、环境变量等）。

别名（alias）：alias vim=... 将系统默认的 vim 命令替换为
用户自定义的 nvim 路径（属于 VimForCpp 配置的一部分，
用于更便捷地使用定制化的 Vim 环境）。

环境变量（LD_LIBRARY_PATH）：LD_LIBRARY_PATH 是 Linux 中用于
指定动态链接库搜索路径的环境变量。这里将 YCM（YouCompleteMe，Vim 自动补全插件）
的动态库路径添加到该变量中，确保 Vim 能正确加载补全功能的依赖库。

下面的这个文件在用户登录时执行，通常用于设置环境变量和启动需要在整个会话中使用的程序。

使用场景：当通过 SSH 登录或者在控制台中打开一个新的终端界面时,.bash_profile会被执行。它用来配置影响整个用户会话的设置。

我们只要将路径按下图添加到.bash_profile中，该路径就不会因退出而消失

加载 .bashrc 配置：
通过 if [ -f ~/.bashrc ]; then . ~/.bashrc; fi 这段代码，
实现了在登录时加载用户个人的 .bashrc 文件，从而继承其中的别名、函数等配置。

配置用户环境变量 PATH：
PATH=$PATH:$HOME/.local/bin:$HOME/bin 并 export PATH，
是将用户个人目录下的 .local/bin 和 bin 路径添加到系统的命令搜索路径中，
使得用户在这些路径下的自定义程序可以直接通过命令执行。

总结：

bash内部会有两张表，一个是环境变量表，一个是命令行参数表，不管是命令行参数还是环境变量，都是这同样结构的表中对应的字符串

3.更多环境变量

（1）HOME

表示当前用户的家目录，通常是/home/username。

cd ~之所以能切换路径到家目录就是因为当用户在终端输入cd ~并按下回车时，bash获得命令 ls 和参数~，bash会在参数处理之前将 ~ 被扩展为 $HOME 环境变量的值，从而执行命令。

cd HOME的值     //进入家目录

（2） SHELL

表示当前用户的默认 Shell 程序路径，常见的有：

/bin/bash（Bash Shell）

/bin/zsh（Zsh Shell）

/bin/sh（POSIX Shell）

（3）USER

表示当前登录用户的用户名。

（4）LOGNNAME

表示当前登录会话的用户名。

在大多数情况下，USER 和 LOGNAME 会有相同的值，但它们的来源可能略有不同。USER 更多用于 Shell 环境，而 LOGNAME 更常见于系统级别的设置和处理。

（5）HISTSIZE

可以保存的命令历史记录条数。

（6）HOSTNAME

表示当前计算机的主机名。

（7）OLDPWD

表示用户上一次所在的工作目录路径

cd - 能够切换到用户上一次所在的目录依赖于此

进入根目录

回到上一个目录

4.获得环境变量的方法

4.1.操作

4.1.1.查看

（1）env

env（environment）：查看所有环境变量

（2）echo $环境变量

查看一个环境变量：echo $环境变量

（3）set

在 Bash 中，set 命令不仅显示当前 Shell 中所有变量（包括环境变量），还显示局部变量等。

4.1.2.导入、取消

（1）export 用于将一个 Shell 变量（局部变量）导出为环境变量，使其能够在当前 Shell 会话及其子进程中被访问和使用。

//基本语法
export VARIABLE_NAME=value

（2）unset 用于删除一个变量或者函数，使其不再存在。对于环境变量，unset会将变量从当前 Shell 会话和其子进程中移除。

4.2.在代码中使用

4.2.1.env

环境变量以字符串的形式被打印出来，之前有提到不管是命令行参数还是环境变量，都是这同样结构的表中对应的字符串，现在是不是对这句话有了更深刻的理解？

命令行参数表和环境变量表是父进程传递给 main 的，子进程、子子进程都可以继承 export 的新的环境变量。

所以说，环境变量通常具有某些特殊用途，还有在系统当中通常具有全局特性。

为什么环境变量要可以被子进程继承？因为子进程继承环境变量，就可以结合环境变量来做个性化操作比如编写一个只能让自己执行的程序。

4.2.2.getenv

用于获取环境变量的值。它可以通过指定环境变量的名称来返回该变量的值。如果该环境变量不存在，则返回NULL。

一个只能自己使用的程序：

4.2.3.setenv

用于设置或修改环境变量的值。它允许程序在运行时更改环境变量，从而影响当前程序及其子进程的行为。

函数原型：

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

参数：

name：要设置的环境变量的名称（一个 C 字符串）。

value：该环境变量的新值（一个 C 字符串）。

overwrite：一个整数，指定是否覆盖已存在的环境变量。如果 overwrite 为非零值，且 name 指定的环境变量已经存在，那么该变量的值将被新值覆盖。如果 overwrite 为 0，且该环境变量已经存在，则不会修改它。

（1）设置一个新的环境变量

这段代码会设置 MY_VAR 环境变量的值为 "HelloWorld"。由于 overwrite 参数为 1，如果该环境变量已经存在，它的值将被覆盖。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // 设置一个新的环境变量
    if (setenv("MY_VAR", "HelloWorld", 1) == 0) {
        printf("MY_VAR 已设置为: %s\n", getenv("MY_VAR"));
    } else {
        perror("setenv 出错");
    }
    return 0;
}

（2）不覆盖已存在的环境变量

在这个例子中，如果 MY_VAR 已经设置，它将保持原有值 "HelloWorld"，而不是被 "AnotherValue" 覆盖，因为 overwrite 参数为 0。

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main() {
    // 如果 MY_VAR 已存在，覆盖它
    setenv("MY_VAR", "NewValue", 1);

    // 不覆盖已经存在的 MY_VAR
    if (setenv("MY_VAR", "AnotherValue", 0) == 0) {
        printf("MY_VAR 的值为: %s\n", getenv("MY_VAR"));
    } else {
        perror("setenv 出错");
    }
    return 0;
}