[Linux打怪升级之路]-环境变量

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了[Linux打怪升级之路]-环境变量相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

前言

作者：小蜗牛向前冲

名言：我可以接受失败，但我不能接受放弃

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目录

一、认识环境变量

二、获取环境变量的三种方法

1、通过getenv获取

2、通过mian函数命令行第三个参数

3、通过第三方变量environ获取

三、设置环境变量 

本期学习目标：认识环境变量，了解三种环境变量的获取方式，环境变量的设置。

一、认识环境变量

环境变量（environment variables）：一般是指在操纵系统中用来指定操作系统运行环境的一些参数。

那我们怎么去理解呢？

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。

常见的环境变量

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

我们上面说了这么多，我感觉还是有的模糊，这是非常正常的，下面我们去见一见环境变量：

echo $NAME //NAME:你的环境变量名称

​

 这里我们对三个常见的环境变量用echo命令进行查询，验证了他们的用途。但是其中我们思考一下：PATH这个环境变量指定命令搜寻路径，这个有什么用？为什么我们在Liunx下输入命令就能执行操纵，而我们输入自己的二进制文件的命令就没有用呢？

这里将不得不提环境变量PATH的功劳了，当我们调用系统命令的时候，他就能为命令指名路径并找到可执行程序从而实现这个功能。

测试HOME

在上面我们知道这个环境变量是能够标识执行者的身份的，这也就是为什么我们普通用户执行一些命令时候，会没有权限，必须切换为root或者提权才能够执行。

下面我们写个代码测试一下：

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

#define USER "USER"//将USER环境变量重新命名

int main()

    char*who = getenv();//getenv能够获取环境变量
    printf("user: %s\\n",who);
    return 0;

这里可看到USER环境变量，他就能识别谁在使用系统，到底是root还是普通用户，这里我们要注意一个细节，我们在切换root：

su - //切换root

是用su -这里指的是重新登入root会重新载入有关root的信息，而用su命令仅仅只是切换root，环境变量可能还是在用普通用户的。 

和环境变量相关的命令

  1. echo: 显示某个环境变量值
  2. export: 设置一个新的环境变量
  3. env: 显示所有环境变量
  4.  unset: 清除环境变量
  5. set: 显示本地定义的shell变量和环境变量

二、获取环境变量的三种方法

这里将为大家展示三种获取环境变量的方法：

1、通过getenv获取

getenv是C语言中的一个库函数，专门用来获取环境变量

 上面我们通过getenv获取了USER的环境变量，通过getenv获取后，我们就能够合理的利用环境变量来达到我们相应的目的。

2、通过mian函数命令行第三个参数

在理解mian函数的第三个参数之前，我们要先看一看其他二个参数是干什么的。

int main(int argc, char *argv[])

	if (argc != 2)
	
		printf("Usage: \\n\\t%s [-a/-b-c]\\n", argv[0]);
	
	if (strcmp("-a", argv[1]) == 0)
	
		printf("功能a\\n");
	
	if (strcmp("-b", argv[1]) == 0)
	
		printf("功能b\\n");
	
	if (strcmp("-c", argv[1]) == 0)
	
		printf("功能c\\n");
	
	return 0;

这里简单解释一下：argc表示argv指针数组中有效数组元素的个数，其中指针数组存放的是我们在操纵系统下输入的第一个字符串的起始地址，后面的以此类推以NULL结束。

 其中我们可以看到其实grav指针数组的元素就是我们输入的字符串，其实当我们调用main函数时，系统就为我们调用二张表，一张命令行参数表argv，另外一张为环境变量表env。

env就为main函数的第三个参数：

int main(int argc, char* argv[], char* env[])

	//NULL->0
	for (int i = 0;env[i];i++)
	
		printf("env[%d]:%s\\n", i, env[i]);

 这里我们就通过main函数的第三个参数查看了环境变量。

3、通过第三方变量environ获取

#include <stdio.h>
int main(int argc, char *argv[])

 extern char **environ;
 int i = 0;
 for(; environ[i]; i++)
 printf("%s\\n", environ[i]);
 
 return 0;

这里我们要注意：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。

其实这里的environ就二级指针，他指向的就是env[]这个指针。

我们了解三种获取环境变量的方式，但是我觉的第一种用getenv函数获取是最方法，所以推荐用getenv获取环境变量。

三、设置环境变量 

在设置环境变量之前我们要先了解一个概念：本地变量和环境变量 。

本地变量是指中基本部有没有导入到操纵系统中，只在当前进程有效，而环境变量是导入到操纵系统中的也就说在env下可查看。

下面写个代码来验证：

#define MY_VAL "myval"

int main()

	char* myenv = getenv(MY_VAL);
	if (NULL == myenv)
	
		printf("myenv,not found\\n");
	
	printf("%s=%s\\n", MY_VAL, myenv);

 

这里我们可以看到 ，我们通过getevn并没有被找的，这是以为myval只是个本地的变量，但是我们如何将本地变量设置为全局的环境变量呢？其实如果我们本地变量已经存在在的这种情况下我们只要：

export myval//设置环境变量
unset myval //取消环境变量

 这里我们就将本地变量设置成了环境变量。

这里我们可以看到tes是一个子进程(bash的子进程)，而环境变量是具有全局属性的会被子系统继承下去，这就是我们是myval变的可查了，那继承这全局属性还有什么用呢？

这是因为在很多场景下，我们不会要父进程去执行，而是生成一个子进去执行相应的命令，而只有子进程具有父进程的全局属性命令才能够被执行成功。

 

[Linux打怪升级之路]-重定向

前言

作者：小蜗牛向前冲

名言：我可以接受失败，但我不能接受放弃

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目录

一、文件描述符

1、初识文件描述符 

2、文件描述符的分配规则

二、重定向

1、认识重定向

2、重定向的接口函数dup2

3、二种重定向 

本期学习目标：知道什么是文件描述符， 了解文件描述符的分配规则，认识重定向。

一、文件描述符

1、初识文件描述符 

我们在学习打开文件的接口open函数时，他的返回值就文件描述符，当时我们认为他是一个小的整数。

眼见为实，而听为虚，验证一下：

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>

int main()

	int fd = open("add.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
	if (fd < 0)
	
		perror("open");
		return 1;
	
	//在显示器中打印fd的值
	fprintf(stdout, "open fd: %d\\n", fd);
	close(fd);
	return 0;

 这样我们就验证了fd是一个小的整数，但是这个文件描述符有什么用呢?对应open函数来说，成功打开文件就返回fd，失败就返回-1。

对于文件描述符的用处，这里我们就不得不提操作系统是如何管理文件的，要管理文件也就是要管理进程，而要管理一个进程一般都是先描述，在组织；当我们打开一个文件，操作系统就要创建相应的数据结构来管理文件，在task_struct结构体中就有一个file*的指针指向，一张表files_struct这张表有一个核心的部分指针数组fd_array[]，里面的每个元素都是一个指向打开文件的指针，通过文件指针来管理内存中的文件。这个数组的下标就称为文件描述符。

 也就是文件描述符fd的本质：是数组下标，通过文件描述符fd就能找到要管理的文件。

虽然我们知道了文件描述是什么？但是当我们通过open打开文件，他的文件描述符fd，为什么是3呢?

这要就了解文件描述符是如何分配的。

2、文件描述符的分配规则

Linux进程默认情况下会有3个缺省打开的文件描述符，分别是标准输入0， 标准输出1， 标准错误2，也就是说fd_array[]数组下标从0到2下标都被占用了。那给我新打开的文件操作符分配了fd  = 3,会不会被的文件操作符的分配就是从3开始的呢?

下面我们关闭fd = 0这个下标看看会发生什么？

	close(0);//关闭fd = 0,进行观察

 这时发现打印fd = 0。

继续关闭fd = 1,会发现什么？

	close(1);//关闭fd = 1,进行观察

 这里发现当我们执行程序后，屏幕中并没有打印出fd的值。

难道程序出现了bug？下面我们继续关闭fd = 2的接口，其他都不变。

	close(2);//关闭fd = 2,进行观察

 这时发现，fd = 2被打印出来了，也就是说没有出现bug,那么为什么三次会出现不同的现象呢？

现象汇总

关闭fd = 0

屏幕上打印出fd = 0

关闭fd = 1

屏幕上并没有打印出fd

关闭fd = 2

屏幕中打印出fd = 2

为什么会这样呢？

其实文件描述符fd的分配规则：是从小到大 ，遵循寻找最小而且没有被占用的的fd分配。

这也就是为什么我们关闭了fd = 0和fd =2，会打印出fd = 0，fd =  2；因为关闭后就没有被占用了自然就可以被操作系统分配。

至于为什么关闭fd = 1会出现，显示器不打印的情况，因为fd = 1最初的指向是指向控制显示器输出的文件，我们关闭了fd =1，操作系统就不能找到显示器输出文件，所以就无法正常打印，但是实际上fd 就是被分配到了fd = 1这个数组下标里。

二、重定向

1、认识重定向

我们还是要聊一聊上面的代码，当我们关闭了1,是指的是将fd = 1里面的指针不在指向显示器了，而指向了我们的文件，也就是向我们的文件打印的。

但是我们又观察到，这里的add.txt中什么也没有啊，不是说向文件中打印内容吗？其实这是和缓存区有关(这个问题，下次在聊)，这里只要我们重新刷新缓存区就可以了。

 这里通过C语言的接口函数fflush强制进行刷新。

 这时候add.txt文件中果然被写入fd。

对应上面这种现象我们就称为重定向，我们将本来fd = 1处的指针本应该指向显示器的重定向的指向了我们自己的文件。

重定向的本质是指向：上层的使用的fd不变，在内核中更改fd对应的struct file*的地址。

但是这样重定向会不会太麻烦，每次都要进行关闭fd,其实操作系统为我们提供了专门的重定向的接口。

2、重定向的接口函数dup2

通过重定向的接口dup2，我们就可以很方便进行重定向的工作。

函数原型：

      int dup2(int oldfd, int newfd);

 

 虽然dup接口有三种类型，但是我们最为常用的还是dup2。

函数的参数

上面红框中的部分大意说的是 ：newfd是oldfd的应该副本，如果有必要请关闭newfd,也就是最初我们关闭fd =1，这样在去调用重定向。下面是他的注意事项：

  • 如果 oldfd 不是有效的文件描述符，则调用将失败，并且 newfd 不会关闭。 
  • 如果 oldfd 是一个有效的文件描述符，并且 newfd 的值与 oldfd 相同，那么 dup2()可以 什么都没有，并返回 newFD。

oldfd: 指的是我们文件的fd

newfd: 指的是要重定向到那个fd中的fd

这个参数的命名，可能会引起大家的误会，下面我们在代码中去理解。

#define  _CRT_SECURE_NO_WARNINGS

#include<stdio.h>
#include<sys/types.h>
#include<sys/stat.h>
#include<fcntl.h>

int main()

	int fd = open("add.txt", O_WRONLY | O_CREAT | O_TRUNC, 0666);
	if (fd < 0)
	
		perror("open");
		return 1;
	
    dup2(fd,1);//重定向
	fprintf(stdout, "open fd: %d\\n", fd);
	close(fd);
	return 0;

 当我们运行程序，就向add.txt中写入了内容。

3、二种重定向 

下面为大家介绍二种常见的重定向：输入重定向(<)和输出重定向(>)。

输入重定向（<）

 对于他的理解我们完全可以从字面意思上理解，指的是重新指定设备来代替键盘作为新的输入设备。

命令符格式：命令 < 文件

下面我们在代码中进一步理解：

int main()

	int fd = open("add.txt", O_RDONLY);
	if (fd < 0)
	
		perror("open");
		return 1;
	
	dup2(fd, 0);//重定向
	char line[64];
	while (1)
	
		printf("<");
		if (fgets(line, sizeof(line), stdin) == NULL)break;
		printf("%s", line);
	
	return 0;

这是我们提前向add.txt中写的内容 ，下面运行程序

这里我们就将add.txt中的内容，从文件中直接按行读取了，不在需要在键盘中读取了，也就是输入重定向。

这里也就是类似于:

cat < add.txt

 输出重定向（>）

字面意思理解:指的是重新指定设备来代替显示器作为新的输出设备。

命令符格式：命令 >文件

这里我们用输出重定向 ，其实就是将命令执行的标准输出结果重定向输出到指定的文件中，如果该文件已包含数据，会清空原有数据，再写入新数据

以上是关于[Linux打怪升级之路]-环境变量的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章

[Linux打怪升级之路]-重定向

[Linux打怪升级之路]-文件操作

高级运维工程师的打怪升级之路

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