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2. 环境变量 ​

先前讲过， exec 系统调用执行新程序时会把命令行参数和环境变量表传递给 main 函数，它们在整个进程地址空间中的位置如下图所示。

图 30.2. 进程地址空间

进程地址空间

和命令行参数 argv 类似，环境变量表也是一组字符串，如下图所示。

图 30.3. 环境变量

环境变量

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。例如：

例 30.1. 打印环境变量

c
#include <stdio.h>

int main(void) {
    extern char **environ;
    int i;
    for (i = 0; environ[i] != NULL; i++) printf("%s\n", environ[i]);
    return 0;
}

执行结果为

bash
$ ./a.out
SSH_AGENT_PID=5717
SHELL=/bin/bash
DESKTOP_STARTUP_ID=
TERM=xterm
...

由于父进程在调用 fork 创建子进程时会把自己的环境变量表也复制给子进程，所以 a.out 打印的环境变量和 Shell 进程的环境变量是相同的。

按照惯例，环境变量字符串都是 name=value 这样的形式，大多数 name 由大写字母加下划线组成，一般把 name 的部分叫做环境变量， value 的部分则是环境变量的值。环境变量定义了进程的运行环境，一些比较重要的环境变量的含义如下：

  • PATH：可执行文件的搜索路径。ls 命令也是一个程序，执行它不需要提供完整的路径名 /bin/ls，然而通常我们执行当前目录下的程序 a.out 却需要提供完整的路径名 ./a.out，这是因为 PATH 环境变量的值里面包含了 ls 命令所在的目录 /bin，却不包含 a.out所在的目录。PATH 环境变量的值可以包含多个目录，用 : 号隔开。在 Shell 中用 echo 命令可以查看这个环境变量的值：

    bash
    $ echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games

  • SHELL：当前 Shell，它的值通常是 /bin/bash。

  • TERM：当前终端类型，在图形界面终端下它的值通常是 xterm，终端类型决定了一些程序的输出显示方式，比如图形界面终端可以显示汉字，而字符终端一般不行。

  • LANG：语言和 locale，决定了字符编码以及时间、货币等信息的显示格式。

  • HOME：当前用户主目录的路径，很多程序需要在主目录下保存配置文件，使得每个用户在运行该程序时都有自己的一套配置。

用 environ 指针可以查看所有环境变量字符串，但是不够方便，如果给出 name 要在环境变量表中查找它对应的 value ，可以用 getenv 函数。

c
#include <stdlib.h>
char *getenv(const char *name);

getenv 的返回值是指向 value 的指针，若未找到则为 NULL 。

修改环境变量可以用以下函数

c
#include <stdlib.h>

int setenv(const char *name, const char *value, int rewrite);
void unsetenv(const char *name);

putenv 和 setenv 函数若成功则返回为 0，若出错则返回非 0。

setenv 将环境变量 name 的值设置为 value 。如果已存在环境变量 name ，那么

  • 若 rewrite 非 0，则覆盖原来的定义；
  • 若 rewrite 为 0，则不覆盖原来的定义，也不返回错误。

unsetenv 删除 name 的定义。即使 name 没有定义也不返回错误。

例 30.2. 修改环境变量

c
#include <stdio.h>
#include <stdlib.h>

int main(void) {
    printf("PATH=%s\n", getenv("PATH"));
    setenv("PATH", "hello", 1);
    printf("PATH=%s\n", getenv("PATH"));
    return 0;
}
bash
$ ./a.out
PATH=/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games
PATH=hello
$ echo $PATH
/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games

可以看出，Shell 进程的环境变量 PATH 传给了 a.out ，然后 a.out 修改了 PATH 的值，在 a.out 中能打印出修改后的值，但在 Shell 进程中 PATH 的值没变。父进程在创建子进程时会复制一份环境变量给子进程，但此后二者的环境变量互不影响。