Linux进程学习【环境变量】&&进程优先级

进程优先级的基本概念

在 Linux 中，每个进程都有一个优先级，操作系统根据这个优先级来决定进程的执行顺序 。优先级越高，进程的执行就越频繁。通常，进程优先级是由以下两个部分构成：

静态优先级（PRI）：
- 这是进程在系统启动时设置的优先级，通常是一个数字值，范围在 0 到 139 之间。较低的数字代表较高的优先级，反之亦然。
- 默认情况下，大多数进程的优先级值为 80 。优先级越低，表示该进程的优先级越高。
动态优先级（NI）：
- NI（nice value） 是一个动态调整值，通常范围为 -20 到 19。较低的值表示较高的优先级，较高的值表示较低的优先级。nice 值决定了进程优先级的调整幅度。
- 例如，如果一个进程的 nice 值为 -10，它的优先级比默认值 80 高。而如果 nice 值为 10，它的优先级则较低。

CPU 资源是有限的，需要合理分配

Linux 给我们提供了修改 进程 优先级的权限，目的就是让我们对多任务运行进行合理处理，提高系统运行效率

我们可以通过 ps 指令查看进程优先级情况

cpp 复制代码

//注：其中的 myfile 是可执行程序名
$ ps -al | head -1 && ps -al | grep myfile	//查看进程优先级信息

🖋️优先级修改

进程优先级 可以被修改，但很少有人会主动修改

修改步骤

输入 top 指令进入任务管理器
输入 r 进入修改模式
再根据想要修改的进程，输入 PID
最后输入 NI 值，完成修改

注意：

NI值区间为 [-20, 19]，设置时超出部分无效
修改优先级时，最终优先级 = 初始优先级 + NI值，优先级的修改行为并不是连续的，每次都是在最开始的基础上进行修改(默认为 80)
调度器不允许存在 优先级失衡 的情况，因此优先级修改不能太激进。

下面来简单小结一下进程的特点

竞争性：CPU 资源有限，进程 间存在竞争
独立性：进程 是相互独立运行的，互不干扰 (重要)
并行：多个 进程 可以在多个 CPU 上同时运行
并发：在一个 CPU 下采用 进程 切换的方式运行多个 进程

什么是环境变量？

环境变量（Environment Variables）是操作系统用来存储系统配置信息的变量，它们决定了操作系统和程序的运行环境。简单来说，环境变量存储了影响系统运行的一些关键信息，例如系统路径、用户信息、程序配置等。它们对程序的运行至关重要，尤其是在编译、运行及配置程序时。

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。

例如在编译程序时，我们是不关心动态库位于什么地方，编译器链接时也只需要通过对应的环境变量就能找到动态库进行链接.

环境变量有着自己的特殊用途，还有有些具有全局属性，可以供所有进程共享。
环境变量有很多个，把它们聚在一起管理，就构成了环境变量列表

环境变量列表中的常见环境变量：

PATH 系统命令搜索路径
USER 当前用户名
PWD 当前所处路径

我们可用通过指令 echo $NAME 查看当前环境变量信息（NAME 指环境变量名）

cpp 复制代码

//比如查看用户信息
$ echo $USER

cpp 复制代码

$ env

🖋️环境变量列表

下面来看看 环境变量列表 长什么样

通过指令查看

cpp 复制代码

$ env

也可以通过 set 指令查看 环境变量表，不过 set 指令显示的内容比 env 多得多，因为 set 还会显示 本地环境变量 信息

cpp 复制代码

$ set	//显示更加丰富的环境变量表

Linux 中的各种指令都是用 C语言编写的程序，所以：运行指令 == 运行程序
PATH 环境变量中有存储各种指令(程序)的路径，当我们直接输入指令时，OS会根据 PATH 提供的路径搜索程序，找到了就会直接运行对应指令(程序)
而我们自己编写的程序则是需要通过 ./可执行程序的方式运行，因为此时路径不被包含在 PATH 变量中。
总之：PATH 存储路径中若包含程序，可以直接通过程序名运行程序这就是各种指令，如 ls、pwd、touch 的运行原理。

我们可以通过这一特性，将自己的可执行程序路径添加到 PATH 变量中

cpp 复制代码

//注意：路径为绝对路径
//不能写成 export PATH=路径	这样会把所有指令都覆盖
$ export PATH=$PATH:/home/Yohifo/linux/Explore/code/Test_2_21

现在可以像指令一样直接运行程序

注意：普通用户添加的环境变量只有本次登录有效，下次再登录时，环境变量列表会被重置

普通用户修改环境变量列表没什么大问题，但 root 需要谨慎了，避免造成严重后果

普通用户的环境变量生效位置

普通用户设置的环境变量，如果你想让它们在 每次登录 或 每次启动操作系统时 都生效，必须把环境变量添加到正确的配置文件中。比如：

~/.bashrc ：适用于 非登录 shell，在打开终端时加载。

~/.bash_profile 或 ~/.profile ：适用于 登录 shell，在登录操作系统时加载（例如 SSH 登录）。

如果你只在某个文件（如 ~/.bashrc）中设置了环境变量，并且没有在 登录时加载 它，那么下次你打开 SSH 或重新登录操作系统时，环境变量就不会生效。

问题分析：环境变量没有在重新启动后生效

如果你在 ~/.bashrc 中设置了环境变量，但它在 下次登录 或 操作系统重新启动后 没有生效，这可能是由于以下原因：

~/.bashrc 只会在打开新的终端会话时生效 ，并且 不会在登录时自动加载 。在 SSH 登录时，默认情况下只会加载 ~/.bash_profile 或 ~/.profile ，而 ~/.bashrc 需要显式地通过 ~/.bash_profile 来加载。

如果你只在 ~/.bashrc 中添加了环境变量，而没有在 ~/.bash_profile 中引用它，登录操作时，~/.bashrc 就不会被加载，导致环境变量没有生效。

除此之外，我们还可以把程序写在 /usr/bin 目录下，此时也是可以直接通过程序名运行程序的

如上就是安装、卸载应用原理

🖋️添加环境变量

shell 可以读取到命令和命令行，我们可以直接通过命令的方式添加 环境变量

先来看看比较简单的 本地变量 添加
环境变量表 具有全局属性，可以供所有子进程共享，倘若我们不想让 环境变量 被共享，可以设置 本地变量

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$ TEST=private	//可以直接在命令行中添加本地变量

现在的 TEST 环境变量是不被子进程共享的

如果想删除已经设置的 本地环境变量，可以通过 unset NAME 移除设置

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$ unset TEST	//移除已设置的本地环境变量

想让 TEST 进入 环境变量表 也很简单，只需要加上关键字 export

cpp 复制代码

$ export TEST=public	//此时环境变量已进入环境变量表

🖋️获取环境变量

🖋️三个参数

main 函数中有三个参数，分别是：

int argc 传入程序中的元素数，./程序名算一个
char* argv[] 传入程序中的元素表，由 bash 制作，传给 main 函数
char* envp[] 环境变量表，所谓全局性就是指 main 函数可以通过此参数获取到环境变量表的信息

通过 environ 全局变量获取环境变量

environ 是一个全局变量**(char** 类型)** ，它是一个指向环境变量列表的指针数组。这个列表包含了所有环境变量的字符串**，每个字符串以 KEY=VALUE 的格式存储**。

例如，如果你要查看系统的环境变量，可以通过遍历**environ** 来实现：

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <cstdlib> // 需要引用 stdlib.h

using namespace std;

extern char** environ; // 声明 environ，全局环境变量指针

int main(int argc,char* argv[] ,char* envp[]) {
    int pos = 0;
    cout << argv[pos] << endl;
    while (environ[pos] != nullptr) { // environ 是一个以 NULL 结束的数组
        cout << environ[pos] << endl; // 输出每个环境变量
        pos++;
    }
    return 0;
}

解释：

默认会有一个参数就是文件名字符串。

environ 是一个指向 char* 的数组，数组中的每个元素是一个环境变量。
每个环境变量以 KEY=VALUE 形式存在，因此你可以通过遍历 environ 来查看所有环境变量。

通过 getenv() 函数获取单个环境变量

getenv() 是标准 C 库提供的一个函数，它可以用来获取单个环境变量的值。这个函数非常常见，通常用于获取常用的环境变量，比如当前工作目录 (PWD)、用户名称 (USER) 等。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <cstdlib> // 需要引用 stdlib.h

using namespace std;

int main() {
    // 获取当前工作目录
    const char* pwd = getenv("PWD");
    if (pwd != nullptr) {
        cout << "当前目录: " << pwd << endl;
    } else {
        cout << "环境变量 PWD 不存在" << endl;
    }

    // 获取当前用户名
    const char* user = getenv("USER");
    if (user != nullptr) {
        cout << "当前用户名: " << user << endl;
    } else {
        cout << "环境变量 USER 不存在" << endl;
    }

    return 0;
}

解释：

getenv("VARIABLE_NAME") 返回环境变量的值，如果指定的环境变量不存在，则返回 nullptr。
这种方式适用于你只关心某一个环境变量的情况。

通过 main 函数中的 envp[] 获取环境变量

在 C 或 C++ 程序中，main 函数通常可以接收三个参数，其中第三个参数是 envp[]，它是一个指向环境变量的指针数组。和 environ 类似，envp[] 也是一个数组，每个元素都是一个 KEY=VALUE 的字符串。

cpp 复制代码

#include <iostream>
#include <cstdlib> // 需要引用 stdlib.h

using namespace std;

int main(int argc, char* argv[], char* envp[]) {
    // 输出环境变量
    int pos = 0;
    while (envp[pos] != nullptr) {
        cout << envp[pos] << endl; // 输出每个环境变量
        pos++;
    }
    return 0;
}

解释：

envp[] 是一个指向字符串的数组，数组中的每个字符串也是一个环境变量。
这种方式和 environ 很相似，但是它通过 main 函数的参数传递，更加灵活。

结论

获取环境变量在 Linux 系统中非常常见，尤其是在编写需要根据环境配置的程序时。你可以通过以下三种方式来获取环境变量：

environ：直接访问全局环境变量。
getenv()：获取单个环境变量的值。
envp[] ：通过 main 函数的参数获取环境变量。

这些方法各有适用场景，具体使用哪种方式取决于你的需求。如果你想获取所有环境变量，environ 或 envp[] 是更方便的选择；如果你只需要某个特定环境变量的值，getenv() 是最直接的方式。