linux shell环境变量
环境变量的功能
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环境变量也是bash的变量，但是和bash的普通变量又有所区别，环境变量可以被bash的子进程继承，而普通变量不可以被继承。
环境变量可以帮我们达到很多功能，包括家目录的切换、命令行提示符的定制显示、命令可执行文件搜索的路径等。
可以通过env和export命令查看当前bash下的所有环境变量。
用env观察环境变量与常见环境变量说明
列出当前shell下所有的环境变量：
[peter@study ~]$ env
HOSTNAME=study.centos.peter #主机名
TERM=xterm #终端机类型
SHELL=/bin/bash #当前Shell
HISTSIZE=1000 #历史命令的记录条数，CentOS默认1000条
OLDPWD=/home/peter #上一个工作目录
LC_ALL=en_US.utf8 #语系相关
USER=peter #用户名
LS_COLORS=rs=0:di=01;34:ln=01;36:mh=00:pi=40;33:so=01;35:do=01;35:bd=40;33;01:cd=40;33;01:
or=40;31;01:mi=01;05;37;41:su=37;41:sg=30;43:ca=30;41:tw=30;42:ow=34;42:st=37;44:ex=01;32:
*.tar=01... #颜色显示
MAIL=/var/spool/mail/peter #用户mailbox位置
PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/usr/local/sbin:/usr/sbin:/home/peter/.local/bin:/home/peter/bin#命令执行搜索路径
PWD=/home/peter #当前用户工作目录(利用pwd取出!)
LANG=zh_TW.UTF-8 #语系相关
HOME=/home/peter #用户家目录
LOGNAME=peter # 登入者用来登入的账号名称
_=/usr/bin/env # 上一次使用的命令的最后一个参数(或命令本身)
env是environment(环境)的简写,列出所有的环境变量。使用export也会是一样的内容,export还有其他额外的功能,我们稍后介绍。
下面是一些常用环境变量的介绍：HOME:代表用户的家目录。我们使用cd ~或者直接cd切换到用户家目录。读取的就是这个变量， 有很多程序都可能会读取到这个变量；
SHELL:当前环境运行的SHELL程序，Linux默认使用/bin/bash；
HISTSIZE:历史命令相关,bansh可以记录的命令的最大条数；
MAIL:使用mail命令收信时,系统会去读取的邮件信箱文件(mailbox)；
PATH:执行文件的搜寻路径，目录与目录中间以冒号(:)分隔, 文件的搜寻是依序由PATH的变量内的目录来查询；
LANG:语系相关。一般来说,中文编码通常是zh.Big5或者是zh.UTF-8；
RANDOM:随机数变量!目前大多数的distributions都会有随机数生成器,那就是/dev/random这个文件。 我们可以透过这个随机数文件相关的变量($RANDOM)来随机取得随机数。 在BASH的环境下,RANDOM变量介于0~32767之间,echo $RANDOM时,系统就会主动的随机取出一个介于0~32767的数值。 会随机取出0~9之间的数值，利用declare声明数值类型:
[peter@study ~]$ declare -i number=$RANDOM*10/32768 ; echo $number
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用set观察所有变量 (含环境变量与自定义变量)
bash可不只有环境变量,还有一些与bash操作接口相关的变量,以及用户自己定义的变量。
使用set命令可以观察这些变量，除了环境变量之外,set还会将bash内的所有变量都显示出来!
env和export只能列出当前bash的环境变量，但是如果想要查看当前bash的所有变量，就得用到set命令，set命令除了列出当前bash的环境变量，也会列出bash中的自定义变量。
[peter@study ~]$ set
BASH=/bin/bash #bash的主程序路径
BASH_VERSINFO=([0]="4" [1]="2" [2]="46" [3]="1" [4]="release" [5]="x86_64-redhat-linux-gnu")
BASH_VERSION='4.2.46(1)-release' #这两行是bash的版本!
COLUMNS=90 #当前终端机环境下,字段的字符长度
HISTFILE=/home/peter/.bash_history #保存历史命令的文件
HISTFILESIZE=1000 #(与上个变量有关)历史记录文件保存的命令最大条数。
HISTSIZE=1000 #目前环境下,内存中记录的历史命令最大条数。
IFS=$' \t\n' #默认的分隔符
LINES=20 #当前终端机的最大行数
MACHTYPE=x86_64-redhat-linux-gnu #机器类型
OSTYPE=linux-gnu #操作系统的类型!
PS1='[\u@\h \W]\$ ' 命令提示字符,决定了命令提示符的显示。也就是我们常见的[root@www ~]#或[peter ~]$的设定值啦!
PS2='> ' #使用换行符(\)之后的提示字符
$ #当前shell进程的PID
? #上一条命令执行的返回值。
...
一般环境变量都会用大写字母，以表示和普通变量的区别。
不过并不是所有大写形式的变量都是环境变量，有一些bash自己定义的变量也会用大写字母表示，这些变量和bash的设置有关，例如PS变量。上面比较重要的变量有下面这几个：
$:当前shell进程的PID(Process ID).想要知道当前shell进程的PID,可以用:echo $$!出现的数字就是PID号。
?:上一条命令执行的返回值。问号也是一个特殊的变量，命令在执行完后都会返回一个执行后的代码。 一般来说,命令成功执行会返回0,如果执行过程发生错误,就会返回非0的错误代码。
我们以底下的例子来看看:
[peter@study ~]$ echo $SHELL
/bin/bash #可顺利显示!没有错误!
[peter@study ~]$ echo $?
0 #没问题,返回值为0
[peter@study ~]$ 12name=peter
bash: 12name=peter: command not found... #发生错误了!bash 回报有问题
[peter@study ~]$ echo $?
127 #有问题,返回错误代码(非0),错误代码返回值依据软件而有不同,可以利用这个返回值来查找错误的原因!
[peter@study ~]$ echo $?
0 #怎么又变成正确了?"?"只与上一个执行命令有关,上一个命令echo $?正确执行没有错误,所以是0!
OSTYPE, HOSTTYPE, MACHTYPE:主机硬件与内核的等级。目前个人计算机的CPU主要分为32/64位,其中32位又可分为i386,i586,i686,而64位则称为x86_64。
由于不同等级的CPU命令集不太相同,因此软件可能会针对某些CPU进行优化,以求取较佳的软件性能。所以软件就有i386, i686及x86_64之分。目前主流硬件几乎都是x86_64! 因此CentOS 7开始,已经不支持 i386兼容模式的安装光盘了! 要留意的是,较高阶的硬件通常会向下兼容旧有的软件,但较高阶的软件可能无法在旧机器上面安装! 你可以在x86_64的硬件上安装i386的Linux操作系统,但是无法在i686的硬件上安装x86_64的Linux操作系统!这点得要牢记在心!
export: 自定义变量转成环境变量
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用户登录Linux并取得bash之后,bash就是一个独立的进程,每个进程都有一个进程标识符PID标识该进程。
接下来在这个bash下运行的任何命令都是由这个bash进程衍生出来的,运行的命令就被称为子进程。
父进程与子进程相关性示意图如下:
如上所示,整个命令运作的环境是实线的部分，我们在原本的bash下执行另一个bash,结果操作的环境接口会跑到第二个bash去(就是子进程), 那原本的bash进入暂停sleep状态。
若要回到原本的bash, 就执行exit或logout退出第二个bash。
子进程仅会继承父进程的环境变量, 子进程不会继承父进程的自定义变量!
原本bash的自定义变量在进入子进程后就会消失不见,一直到你离开子进程并回到原本的父进程后,这个变量才会出现!
export命令可以将自定义变量变成环境变量,就可以让自定义变量继续在子进程中使用,:
[peter@study ~]$ export 变量名称
这东西用在分享自己的变量设定给后来呼叫的文件或其他程序啦!
像常常在自己的主控文件后面呼叫其他附属文件(类似函式的功能),但是主控文件与附属文件内都有相同的变量名称,
若一再重复设定时,要修改也很麻烦,此时只要在原本的第一个文件内设定好 export 变量 , 后面所呼叫的文件就能够使用这个变量设定了!
而不需要重复设定,这非常实用于shell script当中喔!export不接任何参数可以将所有的环境变量列出来:
[peter@study ~]$ export
declare -x HISTSIZE="1000"
declare -x HOME="/home/peter"
declare -x HOSTNAME="study.centos.peter"
declare -x LANG="zh_TW.UTF-8"
declare -x LC_ALL="en_US.utf8"
...
可以使用declare将环境变量转成自定义变量!
影响显示结果的语系变量 (locale)
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当我们使用man command去查询某个数据的说明文件时,说明文件的内容可能会因为使用的语系不同而产生乱码。
另外,利用ls查询文件的时候,也可能会出现乱码的情况。
导致这些问题的原因其实就是语系的问题。
目前大多数的Linux distributions已经支持日渐流行的UTF-8了,也都支持大部分的国家语系。
locale命令可以查询当前Linux支持的语系：
[peter@study ~]$ locale -a
....
zh_CN
zh_CN.big5 #big5中文编码
zh_CN.euctw
zh_CN.utf8 #utf8中文编码
zu_ZA
zu_ZA.iso88591
zu_ZA.utf8
中文语系至少支持了两种以上的编码,一种是目前常见的big5,另一种则是越来越流行的utf-8编码。那么我们如何修订这些编码呢?其实可以通过底下这些变量:
[peter@study ~]$ locale #不加任何选项与参数
LANG=en_US.UTF-8 #主语言的环境
LANGUAGE=en_US
LC_CTYPE="en_US.UTF-8" #字符(文字)辨识的编码
LC_NUMERIC=zh_CN.UTF-8 #数字系统的显示讯息
LC_TIME="en_US.UTF-8" #时间系统的显示数据
LC_COLLATE="en_US.UTF-8" #字符串的比较与排序等
LC_MONETARY=zh_CN.UTF-8 #币值格式的显示等
LC_MESSAGES="en_US.UTF-8" #讯息显示的内容,如菜单、错误讯息等
LC_PAPER=zh_CN.UTF-8
LC_NAME=zh_CN.UTF-8
LC_ADDRESS=zh_CN.UTF-8
LC_TELEPHONE=zh_CN.UTF-8
LC_MEASUREMENT=zh_CN.UTF-8
LC_IDENTIFICATION=zh_CN.UTF-8
LC_ALL= #整体语系的环境
可以逐一设定每个与语系相关的变量,但事实上,只需设定LANG或者是LC_ALL,其他的语系变量会被这两个变量所覆盖!
为什么在Linux主机的终端机接口(tty1 ~ tty6)的环境下,
如果设定LANG=zh_TW.utf8这个设定值生效后,使用man或者其他讯息输出时, 都会有一堆乱码,尤其是使用 ls -l 这个参数时?因为在 Linux 主机的终端机接口环境下是无法显示像中文这么复杂的编码文字, 所以就会产生乱码了。
也就是如此,我们才会必须要在tty1 ~ tty6的环境下, 加装一些中文化接口的软件,才能够看到中文! 不过,如果你是在 MS Windows 主机以远程联机服务器的软件联机到主机的话,文字接口确实是可以看到中文的。
此时反而你得要在 LC_ALL 设定中文编码才好呢! 无论如何,如果发生一些乱码的问题,那么设定系统里面保有的语系编码, 例如:en_US 或 en_US.utf8 等等的设定,应该就 OK 的啦!
好了,那么系统默认支持多少种语系呢?
当我们使用locale时,系统是列出目前Linux主机内保有的语系文件, 这些语系文件都放置在: /usr/lib/locale/ 这个目录中。
你当然可以让每个使用者自己去调整自己喜好的语系,但是整体系统默认的语系定义在哪里呢?
其实就是在 /etc/locale.conf 啰!这个文件在 CentOS 7.x 的内容有点像这样:
[peter@study ~]$ cat /etc/locale.conf
LANG=zh_TW.utf8
LC_NUMERIC=zh_TW.UTF-8
LC_TIME=zh_TW.UTF-8
LC_MONETARY=zh_TW.UTF-8
LC_PAPER=zh_TW.UTF-8
LC_MEASUREMENT=zh_TW.UTF-8
你也可以自行将他改成你想要的语系编码即可。假设你有一个纯文本文件原本是在 Windows 底下建立的,那么这个文件默认可能是big5 的编码格式。
在你将这个文件上传到 Linux 主机后,在 X window 底下打开时,咦!怎么中文字通通变成乱码了?
Linux目前大多默认是UTF-8显示!你只要将开启该文件的软件编码由utf8改成big5就能够看到正确的中文了!
原本是中文语系,所有显示的数据通通是中文。但为了网页显示的关系,需要将输出转成英文(en_US.utf8)的语系来展示才行。
但又不想要写入配置文件!毕竟是暂时显示用的~那该如何处理?
其实不很难,重点是LANG及LC_ALL而已!但在CentOS 7当中,你要让LC_ALL生效时,得要使用export转成环境变量才行:
[peter@study ~]$ locale
LANG=zh_TW.UTF-8
LC_CTYPE="zh_TW.UTF-8"
LC_NUMERIC="zh_TW.UTF-8"
LC_TIME="zh_TW.UTF-8"[peter@study ~]$ LANG=en_US.utf8; locale
[peter@study ~]$ export LC_ALL=en_US.utf8; locale
上一篇文章《什么是linux命令》提到，linux在执行命令之前，其实是经由shell来处理的。Shell等待用户的终端输入，根据用户输入的命令名字，
在环境变量PATH指定的路径下寻找和命令名字匹配的可执行文件，然后创建子进程，该子进程会被linux内核调度执行，在子进程中加载可执行文件并执行。
这就是一条命令执行的一个完整过程。当然这里面涉及的细节，不是一两篇文章可以说的清楚的。后面我会在不同的文章中说明这些细节。shell作为用户和linux内核沟通的桥梁，
可以认为shell是linux内核与用户沟通的默认官方代理人，有很多种不同版本的shell，最常见的是bash shell。所以当我们提到shell的时候，默认就是指的bash shell。
如果你对这个代理人不满意，也可以更换代理人。你甚至可以把python解释器或者perl解释器作为linux的shell。不过几乎没有人会对bash shell不满意，也很少有人这么做。
Bash作为linux的官方默认代理人已是历史约定。这么说只是让大家理解shell，它并没有那么神秘，和其他的脚本解释器，甚至我们敲的命令都是一样的，你可以在shell里再执行shell，
像这样直接敲：bash，就会进入一个新的shell。至于怎么更换默认的shell，这不是这篇文章的内容。以后我会另外一篇文章说明怎么更换默认的shell。
我们回到本文的主题，上面提到shell是去环境变量PATH指定的路径中寻找命令，那么什么是环境变量呢？简单来讲，环境变量是用来设置linux应用程序运行环境的变量。
我们经常接触的环境变量有PATH、HOME、HISTSIZE、HOSTNAME、PS1、PS2等。在shell命令行下可通过“echo $环境变量名”打印环境变量的值，
也可通过env或者export命令查看系统中已有的环境变量。环境变量配置的是应用层的环境，由应用层程序设置并使用。不同的应用程序会关注不同的环境变量。
比如很多时候PATH只会由shell关注，我们经常会配置的java环境变量，会由java虚拟机关注，其他的应用程序是不会关注的。如果你在命令行下只敲了cd，不带路径名，
那么cd就会关注HOME这个环境变量，并切换到HOME环境变量指定的路径中，这个就是登录用户的家目录了。不过cd是shell的内置命令，所以HOME也主要是shell关注的。
我最开始理解环境变量的时候，总是认为它们是内核的一部分，其实环境变量和内核没有多大的关系。环境变量并不是用来配置linux内核的。如果你想对linux内核进行配置，
可以在内核编译配置阶段通过make menuconfig配置或者在内核运行过程中通过sysctl命令配置。
环境变量是用来配置应用程序运行环境的变量，所以环境变量是和应用程序息息相关的，而应用程序在运行阶段是以linux进程的形式存在的，每个进程都有自己的环境变量，
那么这些环境变量存放在哪里呢？他们是从哪里来的呢？
这里我们需要从进程的虚拟地址空间布局着手。每个linux进程（shell也是一个linux进程）都有自己独立的进程虚拟地址空间，进程虚拟地址空间分为内核空间和用户空间，
通常所有的linux进程虚拟地址空间的内核空间896M以内的空间会直接线性映射到物理内存的0-896M空间内。为什么是896M，这也是历史条件下形成的。
剩下的虚拟地址空间内核会按照自己的分页机制，间接的映射到物理内存中。关于这部分内容就是linux内核的内存管理部分了，本文不作深入讨论。
后面会专门抽出时间写一篇内存管理的文章。
说的环境变量，为什么会扯到进程虚拟地址空间呢？因为我们的环境变量是以环境变量表（数组）的形式存放在进程虚拟地址空间的用户空间里。这也是我上面说环境变量和内核没什么关系的原因。
进程虚拟地址空间的布局图如下图所示：
进程虚拟空间布局
这张进程虚拟内存布局图是本人所画的《linux内核原理大图》的局部。该图目前还在创作中，已完成大部分。关注本头条号，可随时关注本人最新文章。
图中深红色的gap上方为内核空间，gap下方为用户空间。内核空间和用户空间有gap隔开。这也是内核的一种保护机制。这张内存布局图非常重要，
在linux下学习c/c++编程的人应该对这张图比较熟悉，因为不管是c/c++还是linux内核，原理性的东西都是围绕着这张图展开的。这张图毫不夸张的说，
就是打开linux环境下c/c++基础编程的金钥匙。
在用户空间的最上部，stack和gap中间，就是环境变量表所存放的位置了。我们的进程如果要想获取环境变量或者设置环境变量，都是从这个内存区域获取和设置的。
该部分会通过内核分页机制映射到物理内存中。
那么这里的环境变量又是从哪里来的呢？在《什么是linux命令》一文中，我们指出，linux运行一条命令，就会创建出一个进程，而这个进程是由shell创建的。
也就是你在linux下执行的任何命令所创建的进程，都是shell的子进程。所以一个进程的环境变量，大部分都是从shell进程继承而来的。
子又生孙，孙又生子，子子孙孙无穷尽也，而山不在高...
那么shell进程的环境变量又是从哪里来的呢？
我们前面说过，shell作为linux内核与用户打交道的代理人，所以要面对各型各色的人，
每个人都有不同的喜好。我们上文提到，可能会有人在小角落里密谋想要替换掉bash
shell，Shell为了留住大家的心，适应不同人的喜好，就允许每个用户设置自己的环境变量。所以shell的环境变量其实就是用户自己设置的。
所以我们经常说环境变量的时候，前面总是加上shell，叫shell环境变量。每次shell启动的时候，都会读取一系列的环境配置文件。
将环境配置文件中环境变量的值读到自己内存空间的位置，
也就是上图所说的位置啦。然后由shell生成的子进程就会继承shell的环境变量。那么shell（我们这里主要说的bash）的环境变量配置文件存放在哪里呢？
有哪些设置环境变量的方法呢？我知道如果文章写的太长，就没有人会有耐心看下去的，所以我会在下一篇文章中说明shell环境变量的配置。因为平时还要养家糊口，
我的出文速度有点慢，所以机智的你，在还没等到我的文章之前，就已经找到答案了。那么这篇文章也算起到抛砖引玉的作用了。
我们在知道一样东西的来龙去脉后，是不是学习起来就更加顺手了呢。当然还是那句话，你知道的越多，不知道的也越多。这边文章又挖了很多坑，
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