05 - 环境变量编程

---- 整理自狄泰软件唐佐林老师课程

1. 初识环境变量

1.1 问题

• 环境变量是什么？有什么意义？

1.2 main 函数（默认进程入口）

• int main(int argc, char* argv[], char* env[])
  • argc：命令行参数个数
  • argv[ ]：命令行参数数组
  • env[ ]：环境变量数组（最后一个元素为 NULL）

1.3 什么是环境变量？

• 环境变量是进程运行过程中可能用到的 “键值对”（NAME=Value）
• 进程拥有一个 环境变量表（environment list），环境表包含了环境变量
• 进程表用于 记录系统中相对固定的共享信息（不特定于具体进程）
• 进程之间的环境表 相互独立（环境表可在父子进程之间传递）

1.4 环境表的构成

如：ls 命令，通过环境变量 PATH 指定的路径去查找 ls

1.5 思考

• 下面的程序输出什么？为什么？

2. 深入理解环境变量

• 对于进程来说，环境变量是一种特殊的参数
• 环境变量相对于启动参数较稳定（系统定义且各个进程共享）
• 环境变量遵守固定规范（如：键值对，变量名大写）
• 环境变量与启动参数存储于进程的同一内存区域（属于 进程私有的）

2.1 环境变量读写接口

• 头文件：#include<stdlib.h>
• 读：char* getenv(const char* name);
  返回名为 name 的环境变量的值，如果不存在，返回 NULL
• 写：int putenv(char* string);
  设置或改变环境变量（NAME=Value），string 不能是栈上定义的字符串
• 环境表入口：extern char** environ;

2.2 思考

• 下面的程序输出什么？为什么？

2.3 编程练习

• 编写应用程序，通过命令行参数读写环境变量
• 选项定义：
  • -a：无选项值，输出所有环境变量值
  • -r：读环境变量值，-n 环境变量名
  • -w：写环境变量，-n 环境变量名，-v 环境变量值
  • -t：环境变量读写测试，先写入指定环境变量，之后输出所有环境变量

#include <stdlib.h>
#include <string.h>
#include <stdio.h>
#include <sys/types.h>
#include <unistd.h>

typedef int OptCall(const char*, const char*);

typedef struct {
    const char opt;
    OptCall* handler;
} CallHandler;

static int A_Handler(const char* n, const char* v)
{
    extern char** environ;
    int i = 0;

    while (environ[i]) {
        printf("%s\n", environ[i++]);
    }
    
    return 0;
}

static int R_Handler(const char* n, const char* v)
{
    if (n) {
        printf("%s = %s\n", n, getenv(n));
    } else {
        printf("Need environ Name to read value...\n");
    }

    return 0;
}

static int W_Handler(const char* n, const char* v)
{
    int err = 1;

    if (n && v) {
        char* kv = malloc(strlen(n) + strlen(v) + 2);
        if (kv) {
            strcpy(kv, n);
            strcat(kv, "=");
            strcat(kv, v);

            err = putenv(kv);
            if (!err) {
                printf("New environ:%s\n", kv);
            } else {
                printf("Error on writing new environ value...\n");
            }
        }

        free(kv); // <== 注意这里
    } else {
        printf("Need Name and Value to write environ...\n");
    }

    return err;
}

static int T_Handler(const char* n, const char* v)
{
    return W_Handler(n, v) || A_Handler(n, v);
}

static const CallHandler g_handler[] = {
    {'a', A_Handler},
    {'r', R_Handler},
    {'w', W_Handler},
    {'t', T_Handler},    
};

static const int g_len = sizeof(g_handler) / sizeof(*g_handler);

int main(int argc, char* argv[])
{
    int c = 0;
    char opt = 0;
    char* name = NULL;
    char* value = NULL;

    while ((c = getopt(argc, argv, "arwtn:v:")) != -1) {
        switch(c) {
            case 'a':
            case 'r':
            case 'w':
            case 't':
                opt = c;
                break;
            case 'n':
                name = optarg;
                break;
            case 'v':
                value = optarg;
                break;
            default:
                exit(-1);
        }
    }

    c = 0;
    for (c = 0; c < g_len; c++) {
        if (opt == g_handler[c].opt) {
            g_handler[c].handler(name, value);
            break;
        }
    }

    return 0;
}

1. free 未注释

2. free 注释

3. 思考

• 进程参数和环境变量对于进程意味着什么？