【Linux系统】09 环境变量

前言

前面我们学习了进程、PCB、fork、进程状态、进程切换，我们知道 fork 创建子进程时，子进程会拷贝父进程的 PCB 与相关资源。在 Linux 中执行ls、pwd、whoami这类命令，我们不需要输入完整路径/bin/ls，直接敲命令名就可以运行程序，这个能力的底层支撑就是环境变量。

环境变量是一组以key=value形式组织的全局字符串，存放在进程的环境表中，属于进程上下文的一部分。环境变量的核心特性：父进程的环境变量，fork 创建子进程时会被子进程继承。

环境变量的组织方式

每个程序都会收到⼀张环境表，环境表是⼀个字符指针数组，每个指针指向⼀个以'\0'结尾的环境
字符串

局部变量不会被子进程继承，环境变量可以被子进程继承，这是二者最核心区别。

一、变量分类：本地变量 vs 环境变量

1. 本地变量（自定义局部变量）

在当前 bash 终端内定义，仅在当前 shell 进程内部生效。fork 创建的子进程无法读取这个变量，终端关闭，变量直接销毁。

复制代码

# 定义本地变量
local_val="我是本地变量"
# 查看变量
echo $local_val

新开子 shell 测试：

复制代码

bash  # 创建子shell
echo $local_val # 无输出，子进程拿不到本地变量
exit # 退出子shell

2. 环境变量（全局变量）

环境变量存放在进程的环境表中，当父进程 fork 生成子进程，子进程会拷贝父进程完整环境表，子进程可以读取父进程的环境变量。使用export可以把本地变量提升为环境变量。

复制代码

# 方式1：定义同时导出为环境变量
export env_val="我是环境变量"
# 方式2：先定义本地变量，再导出
test_val=100
export test_val

子 shell 测试：

复制代码

bash
echo $env_val # 输出 我是环境变量，子进程继承成功
exit

二、查看环境变量的常用命令

1. env

直接打印所有环境变量，只会输出环境变量，不会输出 shell 本地变量。

复制代码

env

2. echo $ 变量名，查看单个环境变量

$符号代表取变量的值

cpp 复制代码

echo $PATH
echo $HOME
echo $USER
echo $SHELL
echo $PWD

3. set

输出本地变量 + 环境变量，输出范围比 env 更大。

4. export

不带参数执行 export，列出所有环境变量，效果近似 env。

5. unset 删除变量

无论是本地变量还是环境变量，都可以使用 unset 删除。

复制代码

unset env_val

三、Linux 系统内置常用环境变量详解

表格

环境变量	作用说明
`PATH`	最重要，可执行程序搜索路径。直接输入程序名，系统按 PATH 内目录顺序查找可执行文件，目录之间用冒号`:`分隔
`HOME`	当前登录用户的家目录。不带参数执行`cd`，默认直接回到 $HOME
`USER`	当前登录的用户名
`SHELL`	当前使用的命令解释器，一般是`/bin/bash`
`PWD`	当前所在工作目录，`pwd`命令本质就是读取这个环境变量
`LOGNAME`	登录用户名，和 USER 含义相近
`LD_LIBRARY_PATH`	动态库搜索路径，程序运行时优先从该目录寻找动态库
`LANG`	系统语言字符集，控制终端中文 / 英文输出

重点深入理解 PATH

PATH 的值是多个目录，使用:隔开，示例：

复制代码

PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin

执行ls时，操作系统的查找逻辑：

依次遍历 PATH 里面的目录，先去第一个目录/usr/local/bin寻找名为 ls 的可执行文件；
找到就直接执行，停止搜索；
找不到就继续去下一个目录查找；
全部目录查找完毕仍然找不到，提示command not found。

小实验：自己写 C 程序编译生成 a.out，默认执行必须./a.out。如果把当前目录加入 PATH，就可以直接输入 a.out 运行：
复制代码
export PATH=$PATH:.
$PATH代表保留原来 PATH 所有内容，.代表当前目录。 ⚠️ 安全提醒：不要长期把.放在 PATH 最前面，存在恶意程序安全隐患。

四、临时环境变量与永久环境变量

4.1 临时修改环境变量

使用 export 命令直接在终端修改，仅当前 bash 进程以及它 fork 出来的子进程生效，关闭终端之后修改全部失效。上面所有 export 示例都是临时修改。

4.2 永久修改环境变量

修改配置文件，每次登录 shell 自动加载配置，永久生效。分为用户级别和系统级别。

用户级别（只对当前登录用户生效，推荐使用）配置文件：~/.bashrc 、~/.bash_profile

vim ~/.bashrc

在文件末尾添加这一行

export MY_ENV="永久环境变量测试"

保存退出文件后，执行 source 加载配置，不需要重新登录终端：

复制代码

source ~/.bashrc

source 原理：在当前 shell 进程 执行脚本，不会创建子 shell。如果直接执行./.bashrc，会新建子 shell 运行脚本，环境变量只在子 shell 生效，父终端不会生效。

系统级别（所有登录用户都会生效，需要 root 权限）配置文件：/etc/profile 修改后，所有用户登录都会加载这个环境变量。修改系统级配置需要谨慎。

五、C 语言代码中获取环境变量

环境变量以字符串数组形式保存，数组每一项是key=value，数组最后一项是 NULL 标记结束。 C 语言有三种方式获取环境变量。

方式 1：main 函数第三个参数 env

main 完整原型：int main(int argc, char* argv[], char* env[]); env 就是环境变量字符串数组。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
int main(int argc, char* argv[], char* env[])
{
    //遍历打印全部环境变量
    for(int i = 0; env[i]; i++)
    {
        printf("%s\n", env[i]);
    }
    return 0;
}

编译运行，输出结果等价于env命令。

方式 2：库函数 getenv（工程推荐写法）

头文件：#include <stdlib.h> 函数原型：char *getenv(const char *name); 传入环境变量名称字符串，返回对应 value 指针；环境变量不存在返回 NULL。优点：不需要遍历全部环境变量，直接按名字查找，代码可读性高。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>
int main()
{
    char* path_val = getenv("PATH");
    if(path_val != NULL)
    {
        printf("PATH = %s\n", path_val);
    }
    return 0;
}

方式 3：全局外部变量 environ

系统提供全局变量environ，类型char**，代表环境变量数组，不需要 main 传参也可以使用。

cpp 复制代码

#include <stdio.h>
extern char** environ;
int main()
{
    for(int i = 0; environ[i]; i++)
    {
        printf("%s\n", environ[i]);
    }
    return 0;
}

面试考点：三种获取方式对比，工程开发优先使用 getenv。

六、fork 父子进程，环境变量继承规则【核心重点】

父进程执行 export 设置环境变量之后，再 fork 创建子进程，子进程会拷贝一份父进程环境表，子进程可以继承环境变量。
子进程修改自己的环境变量，不会影响父进程。fork 采用写时拷贝，父子进程地址空间相互独立。
子进程创建完成之后，父进程后续新增 / 修改环境变量，已经存在的子进程不会感知到父进程的变化。
本地变量不会被子进程继承，只有 export 导出后的环境变量才会被子进程继承。

验证实验：

cpp 复制代码

# 定义本地变量
var_local=100
# 导出环境变量
export var_env=200
# 创建子shell
bash
echo $var_local # 无输出，本地变量无法继承
echo $var_env   # 输出200，环境变量继承成功
exit

七、source 命令详解（面试高频）

复制代码

source 脚本名
# 简写 . （点）
. 脚本名

普通执行脚本./test.sh：会创建子 shell 进程执行脚本，脚本内部 export 的环境变量只在子 shell 生效，脚本执行结束子进程销毁，父 shell 完全不受影响。

source 执行脚本：不会创建新进程，直接在当前 shell 进程执行脚本代码。脚本里定义的环境变量，直接作用在当前终端。

所以修改.bashrc之后，要用 source 生效，而不是直接运行文件。

八、面试高频问答

Q1：本地变量和环境变量的区别？

本地变量仅当前 shell 进程可见，fork 子进程无法继承；环境变量保存在进程环境表，fork 子进程会拷贝环境表，子进程可以继承环境变量。

Q2：环境变量什么时候被子进程继承？

必须是父进程已经 export 导出环境变量，然后再 fork 创建子进程，子进程才能拿到。子进程创建完成之后，父进程新增环境变量，子进程看不到。

Q3：command not found 报错有哪些原因？

命令 / 可执行文件本身不存在；
可执行文件存在，但是文件所在目录不在 PATH 环境变量的搜索目录中；
文件存在，但是当前用户没有可执行权限。解决办法：使用绝对路径执行，或者把目录添加到 PATH。

Q4：source 和直接执行脚本 ./xxx.sh 的区别？

./xxx.sh：新建子 shell 运行脚本，脚本内环境变量只在子进程生效，父 shell 不受影响。 source xxx.sh：当前 shell 进程直接执行脚本，不创建子进程，脚本中修改的环境变量直接作用于当前终端。

Q5：子进程修改环境变量会影响父进程吗？

不会。fork 之后发生写时拷贝，父子进程环境表相互独立，子进程修改属于自己的副本，不会影响父进程。

九、小结

环境变量是以key=value存储在进程环境表中的字符串，是进程上下文的组成部分，核心特点是 fork 创建子进程时可以被子进程继承。 PATH 是日常开发最常用的环境变量，控制系统去哪里寻找可执行程序。我们既可以在 shell 命令行操作环境变量，也可以在 C 代码中读取环境变量。区分临时生效、永久生效，理解父子进程环境变量继承规则，是本章核心。

【Linux系统】09 环境变量

前言

一、变量分类：本地变量 vs 环境变量

1. 本地变量（自定义局部变量）

2. 环境变量（全局变量）

二、查看环境变量的常用命令

1. env

2. echo $ 变量名，查看单个环境变量

3. set

4. export

5. unset 删除变量

三、Linux 系统内置常用环境变量详解

重点深入理解 PATH

四、临时环境变量与永久环境变量

4.1 临时修改环境变量

4.2 永久修改环境变量

在文件末尾添加这一行

五、C 语言代码中获取环境变量

方式 1：main 函数第三个参数 env

方式 2：库函数 getenv（工程推荐写法）

方式 3：全局外部变量 environ

六、fork 父子进程，环境变量继承规则【核心重点】

七、source 命令详解（面试高频）

八、面试高频问答

Q1：本地变量和环境变量的区别？

Q2：环境变量什么时候被子进程继承？

Q3：command not found 报错有哪些原因？

Q4：source 和直接执行脚本 ./xxx.sh 的区别？

Q5：子进程修改环境变量会影响父进程吗？

九、小结