【Linux仓库】命令行参数与环境变量【进程·伍】

🌟 各位看官好，我是egoist2023！ 🌍 Linux == Linux is not Unix ！ 🚀 今天来学习命令行参数与环境变量的相关知识。

命令行参数

main函数可以有参数吗？可以有几个参数呢？参数又是什么呢？带着这三个疑问往下阅读。

int main(int argc,char *argv[])
{
    printf("hello linux!\n");
    return 0;
}

我们或多或少在别人的程序中见过这种代码，清楚main函数是可以带参数的，并且可以有两个参数（实际上可以有3个参数，第3个是环境变量表）。那么这两个参数各代表什么含义呢？

• argv是一个指针数组，它指向一个一个的字符串，最后以NULL结尾；
• argc用来记录argv[]的元素个数。

我们的命令行参数会放到命令行参数表上，即argv，它用来存储命令行参数的每个单独的字符串。

意义

为什么要有命令行参数表呢?它能带来的意义又有哪些呢?

1. 命令行参数传递：借助主函数的参数，能把命令行中用户输入的参数传递到程序内部，这样程序就能依据不同参数执行不同操作。
2. 程序灵活性提升：无需对代码进行修改，通过命令行参数就能改变程序的运行方式或者配置信息。

从这两方面我们并不能体会到啊?因此小编写了段程序解释命令行参数带来的意义:

下图中写了一段程序，它借助main函数参数，让命令行参数传递的时候，通过匹配不同的命令行参数,如果第二个参数带的是v1则实现v1版本,带的是v2则实现v2版本,从而实现不同版本的逻辑,这带来的意义就是命令行参数传递实现不同的逻辑,同时我们也可以限制如果传递的命令行参数不符合我们的逻辑,则不能通过,提升了程序灵活性。

💻如图实现：

有没有一种可能我们之前所说的选项就是这样实现的呢?

是的没有错，Linux中许多指令也是借助了命令行参数才得以支持多模块实现，如ls指令。

ls -l -a -i

ls的命令本质是一个程序，而我们之前说ls后面的是选项，今天我们对选项能有更深的理解，它是通过命令行参数匹配从而实现我们的目的。

-l 、 -a 本质是字符串，以一定的方式传递给ls内部的"main",在ls内部实现的时候，就可以根据不同的选项，实现类似功能的不同表现形式。

因此我们对指令又有了进一步的理解:指令是特定目录上执行的二进制程序,而选项则是根据不同的参数传递给"main",实现不同表现形式.

环境变量

引出概念:

• 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++代码的时候，在链接的时候，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。
• 环境变量是系统级别的一些全局变量，具备不同的用途（这也是为什么要有环境变量的原因）。

罗列Linux环境变量

那么该如何查看环境变量呢? env 可以用来查看环境变量 , 这里主要讲三个重要的环境变量:PATH、OLDPWD、PWD.

• PATH : 指定命令的搜索路径
• HOME : 指定用户的主⼯作⽬录(即⽤⼾登陆到Linux系统中时,默认的⽬录)
• SHELL : 当前Shell,它的值通常是/bin/bash。

PATH

我们前面说过，指令也是一个可执行程序。为什么有些指令可以直接执⾏，不需要带路径，⽽我们自己的⼆进制程序需要带路径才能执行啊( 否则会报找不到 )这是为什么呢？

通过which命令查看ls所处的路径，可以看到是在/usr/bin的路径下。 什么意思呢 ? 即OS要执行该指令时，就需要/usr/bin路径,那么由谁给它提供呢 ? OS默认会在PATH路径下查找，若没有则会报错。而/usr/bin被包含在PATH环境变量中。

1. 因此我只要证明 /usr/bin 不在PATH中时，此时再使用 ls 指令会向我们执行自己的程序一样报没有找到 ；
2. 或者将我们自己的程序添加到PATH中,再执行自己的程序,若不会报错, 即可证明OS是在PATH中查找的。

💻扩展:

PATH的环境变量改变了，该怎么进行复原呢？重启xshell即可，因为环境变量是内存级的。

OLDPWD

OLDPWD环境变量用来记录当前用户最近一次所处路径。

💻证明: echo $OLDPWD可以展示最近一次所处路径.

PWD

这里总算可以解释pwd指令的原理了:

我们知道每个进程(包括xshell啊!)都会记录自己所处的工作路径,这在之前是已经验证过的.那么我们的PWD环境变量又从哪里而来呢?

pwd 会读取 当前进程所处的cwd.

💻pwd指令原理:

当你在 shell 里输入 pwd，其实是启动了一个新的进程，它继承了父进程（你的 shell）的 cwd 。pwd 进程通过系统调用（如 getcwd()）读取自己的 cwd，然后把它打印出来。由于 pwd 进程和你的 shell 进程的 cwd 是一样的，所以你看到的就是你当前 shell 所在的目录。

多方法获取环境变量

获取环境变量的方法有很多,这里主要介绍三种:

main函数获取

我们前面说了main函数是可以带3个参数的,而第3个参数则是环境变量表.下图中

💻模拟实现env指令:

getenv获取

getenv是C语言库提供的函数，它可以用来获取单个环境变量。

environ获取

libc中定义的全局变量environ指向环境变量表,environ没有包含在任何头⽂件中,所以在使⽤时 要⽤

extern声明。（实际上environ就是个二级指针，指向环境变量表）

我的进程如何获取环境变量

我们大部分的指令以及自己实现的可执行程序，都不是有bash帮我们执行的，而是bash通过创建子进程的方式，让子进程继承了bash的环境变量，形成环境变量表。

问题1：为什么子进程可以继承bash的环境变量？ 环境变量表是数据吗？是数据，并且是父进程的数据。子进程通常会继承父进程的代码和数据为副本，因此可以继承bash的环境变量。

问题2：bash从哪里获得环境变量的？ bash从系统的配置文件中获取，先会malloc环境变量表，解析配置文件的内容，把环境变量字符串依次放入到环境变量表里。 那么这就意味着bash一定会有两张表： 命令行参数表（一直在变）+ 环境变量表（比较稳定，内存级） 💻验证： 我们可以更改配置文件的信息，写入一段echo "哈哈，这个配置文件被执行了" 。则每次启动xshell时，bash都会从这个配置文件中形成环境变量表，在显示器上打印我们写入的信息。

输出结论:bash获取环境变量有两方面：配置文件 + 动态形成。

环境变量全局属性

• echo:显示某个环境变量值
• export: 设置⼀个新的环境变量
• unset: 清除环境变量
• set: 显⽰本地定义的shell变量和环境变量

环境变量是具有全局属性的,可以被子进程继承下去； 相对应的本地变量是不具备全局属性的，这种变量是不能被子进程继承。

💻下图中证明本地变量是不可以被子进程所继承的:

MYENV是本地变量,执行程序时bash创建子进程,子进程以父进程为副本进行继承,包括环境变量.假设本地2变量可以被继承下去,那么getenv获取该变量,如果打印该变量不存在说明本地变量是不能被继承下去的.

内建命令

我们知道命令是可执行程序，其中的大部分命令需要通过创建子进程的性质执行。

那么肯定也存在一些命令是不需要通过创建子进程来执行,而是由bash来执行.那么这个命令在执行的时候是没有风险的.我们把这种命令叫做内建命令!!!

💻echo 指令: 无论是本地变量还是环境变量，echo都能显式变量值。

我们说本地变量是不能被子进程继承下来的，说 明本地变量只在bash自 身有效，如果能打印出该变量的值,恰恰说明echo指令是一个内建命令。

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