【Linux系统编程】—— 深入理解Linux中的环境变量与程序地址空间

前言：在Linux系统中，环境变量和程序地址空间是系统管理和进程运行的重要组成部分。本文将详细探讨环境变量的作用、如何查看和操作环境变量，并深入了解Linux进程的地址空间及其虚拟内存管理机制。

环境变量

基本概念:
环境变量是操作系统用来指定程序运行环境的参数。它们通常以键值对的形式存储在操作系统中。程序在启动时，系统会将这些环境变量传递给它们。通过环境变量，程序能够获得一些必要的运行信息，如路径、用户名、主目录等。

在开发过程中，我们经常利用环境变量来简化操作。例如，C/C++编译时，如果某些库的路径已被设置为环境变量，编译器就能自动找到它们，而不需要手动指定路径。

常见的环境变量

• PATH：指定命令的搜索路径。操作系统根据此变量查找可执行文件。
• HOME：指定用户的主工作目录，即用户登录后默认的目录。
• SHELL：当前Shell的类型，通常是/bin/bash。

查看环境变量

你可以使用echo命令来查看环境变量的值：

echo $NAME

例如，要查看PATH变量：

echo $PATH

环境变量的修改与使用

• 修改PATH：假设你编写了一个C程序并生成了hello可执行文件。通常我们需要带上路径才能执行程序，但你可以通过修改环境变量PATH，使得程序路径自动被查找：

export PATH=$PATH:/path/to/your/program

这样，你就可以直接通过hello命令运行程序，而无需指定完整路径。

• 设置环境变量：通过export命令设置新的环境变量：

export MYENV="Hello World"

在程序中，你可以使用getenv(“MYENV”)来访问该环境变量。

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

环境变量的命令

• echo：显示环境变量的值。
• export：设置环境变量。
• env：显示所有环境变量。
• unset：清除环境变量。
• set：显示本地定义的Shell变量和环境变量。

通过代码如何获取环境变量

• 通过C代码，我们可以访问和修改环境变量。例如，利用getenv函数获取环境变量：

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

int main() 
{
    printf("%s\n", getenv("PATH"));
    return 0;
}
//这个程序会打印出当前的PATH变量的值。

• 命令⾏第三个参数

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

• 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;
}

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。

环境变量的继承

环境变量通常具有全局属性，可以被⼦进程继承下去,子进程会继承父进程的环境变量。因此，当父进程设置环境变量后，子进程可以访问和修改这些变量。

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

直接查看，发现没有结果，说明该环境变量根本不存在

• 导出环境变量

export MYENV=“hello world”
再次运⾏程序，发现结果有了！说明：环境变量是可以被⼦进程继承下去的！