linux 环境变量及其配置方式

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一、shell

狭义的shell是bash(或sh或…)这个进程；广义的shell是bash(或sh或…)这个进程 以及 bash的父进程的集合！下文提到的shell广义的，并且bash或sh等都用bash指代！

bash在检查输入指令时，判断是内置的还是外部的file。如果是内置的，bash将在自己的内存空间根据输入数据继续执行；如果是外部的file，bash会创建子进程，并替换为输入命令的程序，这个子进程继承了bash的环境变量！

二、环境变量

环境变量可以理解为存储在bash进程内存空间的特殊内存块的变量。环境变量与普通变量的区别是，环境变量可以被bash的子进程继承，而普通变量不行。看如下范例：

root@study:~# name=haha			# 设置普通变量
root@study:~# echo ${name}		# 打印成功
haha
root@study:~# bash				# 切换bash，为上一个bash的子进程
root@study:~# echo ${name}		# 打印为空，说明这个子bash没有继承到普通变量

root@study:~# exit				# 回到原来的bash
exit
root@study:~# export name		# export刚刚定义的变量，使其成为环境变量
root@study:~# bash				# 再次创建并进入子bash
root@study:~# echo ${name}		# 打印成功，说明这个子bash继承了环境变量
haha

三、bash环境配置文件

bash的环境变量不是凭空产生的。在计算机运行过程中，shell根据某些磁盘文件初始化环境变量并最终保存在bash内存空间里。

在展开问题之前，我们先了解两个概念，分别是 login shell 与 non-login shell。废话不多说，直接上图吧！

图一 non-login shell

图二 login shell

区分的依据是用户登录login shell需要输入账号密码，而登录non-login shell则不需要！一般来说，图形界面的terminal就是non-login shell，而字符界面就是login shell。

为便于下文描述，我们简单描述下 shell 集合的进程树结构

# login shell进程树：
A_proc───B_proc───bash
# 这个模型对应图二输入账号密码登录后的情形

# non-login shell进程树：
C_proc───D_proc───bash
		        └─bash
			    └─bash
# 这个模型对应图一打开多个终端的情形
			    
# 此外，较为特殊的non-login shell进程树，可能长这样：
A_proc───B_proc───bash───bash	# 以最后一个bash作结尾的进程集合是non-login shell

接下来，具体看两个范例！

范例一：从计算机启动到登录login shell的过程，说明环境变量的形成过程。
步骤如下：
1.计算机启动，进入图二状态，等待输入账号密码。此时系统只有进程A_proc，还没有创建B_proc。A_proc读取系统配置文件 /etc/profile，初步形成bash所需的环境变量；
2.输入账号密码成功后，A_proc创建B_proc。B_proc作为进程A_proc的子进程，继承步骤1的环境变量。同时，B_proc会读取自己账户的配置文件 ~/.bash_profile(或~/.bash_logout或~/.profile)，形成自己用户的所有可用的环境变量。
3.B_proc主动创建bash进程。bash进程继承了B_proc的环境变量。至此，该bash就具有了 /etc/profile 与 ~/.bash_profile 设置的变量了！

范例二：从计算机启动到登录non-login shell的过程，说明环境变量的形成过程。
步骤如下：
1.计算机启动，进入图形界面，等待输入账号密码。此时系统只有进程C_proc，还没有D_proc。C_proc读取系统配置文件 /etc/profile，初步形成bash所需的环境变量；
2.输入账号密码成功后，C_proc创建D_proc，D_proc作为进程C_proc的子进程，继承步骤1的环境变量。同时，D_proc会读取自己账户的配置文件 ~/.bash_profile(或~/.bash_logout或~/.profile)，形成自己用户的所有可用的环境变量。
3.用户打开终端，D_proc创建bash进程。bash进程继承了D_proc的环境变量。同时，bash还会读取 ~/.bashrc 文件。至此，该bash就具有了 /etc/profile、~/.bash_profile、~/.bashrc 设置的环境变量了！

基于以上认识，下面的这些问题，将迎刃而解！

问题1：/etc/profile 文件的环境变量为什么对所有用户都起效果？
回答：所有用户运行的 bash 进程都是都继承了 /etc/profile 文件设置的环境变量。所以，/etc/profile对所有用户生效！

问题2：为什么修改 /etc/profile 这个文件需要重启系统或重新登录才能生效环境变量？
回答： 因为重启系统或重新登录之后“通知”了A_proc或C_proc更新从 /etc/profile 读来的环境变量。

问题3：在图形界面，为什么修改 /etc/profile 这个文件后重新打开terminal不能生效环境变量？
回答：由范例二可知，修改 /etc/profile 这个文件后“通知”C_proc才能生效环境变量。而重新打开终端并没有重新运行C_proc，所以，不能生效！

问题4：~/.bash_profile 文件为什么默认只对本用户生效，对其他用户不生效？
回答：登录某账户后，bash默认只会继承“读取”该账户home目录下的.bash_profile文件。所以，~/.bash_profile默认只对某个用户生效！

问题5：在图形界面，为什么修改 ~/.bash_profile 这个文件后重新打开terminal不能生效环境变量？
回答：由范例二可知，修改 ~/.bash_profile 这个文件后“通知”D_proc才能生效环境变量。而重新打开终端并没有重新运行C_proc，所以，不能生效！

问题6：在图形界面，为什么修改 ~/.bashrc 后重新打开terminal就能生效环境变量？
回答：在图形界面，~/.bashrc 由bash来读取，所以要使环境变量生效，必须重启进程bash。而重启terminal实际就是重启bash，这样一来就可生效了！

问题7：为什么修改 ~/.bashrc 后执行 source ~/.bashrc 也能生效环境变量？
回答：source 是 bash的builtin命令，bash将该命令解释为再次读取~/.bashrc文件，所以bash根据这个文件刷新它的环境变量了，自然就生效了！

问题8：为什么修改 ~/.bashrc 后，在bash上执行 sh ~/.bashrc，环境变量不能生效？
回答：sh是一个file，不是bash的内置命令。在运行sh的时候，sh是bash的子进程。该子进程读取~/.bashrc文件之后就退出了，而不是由bash来读的。所以，对bash来说不能生效！

# 在~/.bashrc中加入 username=hahaha 环境变量
root@study:~# source .bashrc
root@study:~# echo $username		# 使用source，环境变量生效
hahaha
root@study:~# unset username
root@study:~# echo $username

root@study:~# sh .bashrc			# 使用sh，环境变量没生效
root@study:~# echo $username

问题9：在一个bash定义的普通变量，如何将其升级为环境变量？
回答：采用 export 命令。普通变量升级为环境变量，就是要将这些普通变量存储到环境变量的存储块里。export 是bash内置命令，它“通知” bash去将普通变量存储到环境变量存储块，从而实现了此功能。对于/etc/profile、~/.bash_profile、~/.bashrc这类文件可以不用加export，读取它们的程序默认会把其中的变量认定为环境变量，而对于除这类文件之外的脚本文件，若要导出环境变量，务必要加export！

问题10：为什么export环境变量后，在其他终端无法获取该变量值？
回答：export的环境变量值作用于当前执行它的bash及其子进程，其他终端不是当前的bash也不属于当前bash的子进程。因此，也就无法获取它的变量值！

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总结

shell不能简单理解为bash一个进程，而应该是与bash有父子关系的一系列进程的集合！

环境变量是bash进程内存空间的某个存储块！

如果要修改支持系统所有用户的环境变量，则应该修改/etc/profile文件，然后重启或重新登录即可使环境变量生效！

如果要修改支持某个用户的环境变量，则应该修改~/.bash_profile(或~/.bash_logout或~/.profile）或 ~/.bashrc文件。如果修改~/.bash_profile文件，需要重启或重新登录才能生效；如果修改~/.bashrc文件，需要重启或重新登录或重新打开终端才能生效！建议修改 ~/.bashrc 文件，因为 ~/.bash_profile 文件里边也是会 source ~/.bashrc 的！

当然了，无论修改哪个文件，若想要当前bash马上生效环境变量，source相应的被修改文件就可以了！

以上只是我对于linux环境变量的简单看法，欢迎大家批评指正！