04 環境變量與文件查找

介紹環境變量的作用與用法，及幾種搜索文件的方法。學會這些技巧可以高效地使用 Linux 。

 一、環境變量

1. 變量

變量是什麼，準確的說應該是 Shell 變量，所謂變量就是計算機中用於記錄一個值（不一定是數值，也可以是字符或字符串）的符號，而這些符號將用於不同的運算處理中。通常變量與值是一對一的關係，可以通過表達式讀取它的值並賦值給其它變量，也可以直接指定數值賦值給任意變量。爲了便於運算和處理，大部分的編程語言會區分變量的類型，用於分別記錄數值、字符或者字符串等等數據類型。Shell 中的變量也基本如此，有不同類型（但不用專門指定類型名），可以參與運算，有作用域限定。

變量的作用域即變量的有效範圍（比如一個函數中、一個源文件中或者全局範圍），在該範圍內只能有一個同名變量。一旦離開則該變量無效，如同不存在這個變量一般。

 在 Shell 中如何創建一個變量，如何給變量賦值和如何讀取變量的值呢？

舉例：使用 declare 命令創建一個變量名爲 tmp 的變量（tmp爲 temporary 的縮寫，意爲臨時的、暫時的），並使用 = 號賦值運算符，將變量 tmp 賦值爲 value：

$ declare tmp
$ tmp=value  # value是賦值給變量的值，如果value不包含任何空白字符（如空格），則不要使用引號進行引用，反之則必須使用單引號或雙引號。
注： var = value不同於 val=value，前者是相等操作，後者是賦值操作。

$ declare tmp
$ tmp="v a lue" #必須使用引號

#或者在聲明的同時一起賦值
$ declare tmp=value

其實，腳本語言通常不需要在使用變量之前聲明其類型，只需要直接賦值就可以了。在Bash中，每一個變量的值都是字符串，都是以字符串的形式存儲。 

$ tmp=value

讀取變量的值，使用 echo 命令和 $ 符號（$ 符號用於表示引用一個變量的值，初學者經常忘記輸入）：

$ echo $tmp
value

$ echo tmp
tmp

 注意：並不是任何形式的變量名都是可用的，變量名只能是英文字母、數字或者下劃線，且不能以數字作爲開頭。

2. 環境變量

環境變量：被shell環境或操作系統用來存儲一些特別的值的特殊的變量。

環境變量：是一個具有特定名字的對象，它包含了一個或者多個應用程序所將使用到的信息。

環境變量：是未在當前進程中定義，而從父進程中繼承而來的變量。

Linux是一個多用戶的操作系統。每個用戶登錄系統後，都會有一個專用的運行環境。通常每個用戶默認的環境都是相同的，這個默認環境實際上就是一組環境變量的定義。用戶可以對自己的運行環境進行定製，其方法就是修改相應的系統環境變量。Linux下的環境變量是一種全局變量，存在所有的shell中，在登錄的時候就有系統定義的環境變量了。Linux的環境變量具有繼承性，即shell會繼承父shell的環境變量。 

                          

通常我們會涉及到的變量類型有三種：

• 當前 Shell 進程私有用戶自定義變量，如上面我們創建的 tmp 變量，只在當前 Shell 中有效。
• Shell 本身內建的變量。
• 從自定義變量導出的環境變量。

也有三個與上述三種環境變量相關的命令：set，env，export。這三個命令很相似，都是用於打印環境變量信息，區別在於涉及的變量範圍不同。詳見下表：

命 令	說 明
set	顯示當前 Shell 所有變量，包括其內建環境變量（與 Shell 外觀等相關），用戶自定義變量及導出的環境變量。
env	顯示與當前用戶相關的環境變量，還可以讓命令在指定環境中運行。
export	顯示從 Shell 中導出成環境變量的變量，也能通過它將自定義變量導出爲環境變量。

關於哪些變量是環境變量，可以簡單地理解成在當前進程的子進程有效則爲環境變量，否則不是（有些人也將所有變量統稱爲環境變量，只是以全局環境變量和局部環境變量進行區分，我們只要理解它們的實質區別即可）。我們這裏用 export 命令來體會一下，先在 Shell 中設置一個變量 temp=shiyanlou，然後再新創建一個子 Shell 查看 temp 變量的值：

注意：爲了與普通變量區分，通常我們習慣將環境變量名設爲大寫。

永久生效

但是問題來了，當你關機後，或者關閉當前的 shell 之後，環境變量就沒了啊。怎麼才能讓環境變量永久生效呢？

按變量的生存週期來劃分，Linux 變量可分爲兩類：

1. 永久的：需要修改配置文件，變量永久生效；

2. 臨時的：使用 export 命令行聲明即可，變量在關閉 shell 時失效。

這裏介紹兩個重要文件 /etc/bashrc（有的 Linux 沒有這個文件） 和 /etc/profile ，它們分別存放的是 shell 變量和環境變量。

這個 .profile 只對當前用戶永久生效。而寫在 /etc/profile裏面的是對所有用戶永久生效，所以如果想要添加一個永久生效的環境變量，只需要打開 /etc/profile，在最後加上你想添加的環境變量就好啦。

例如：編輯/etc/profile文件，添加CLASSPATH變量
          # vim  /etc/profile
          添加一行:
          export CLASSPATH=./JAVA_HOME/lib;$JAVA_HOME/jre/lib

 修改後需要執行重新登錄才能生效，也可以執行命令source /etc/profile來立即生效

 二、命令的查找路徑與順序

我們在 Shell 中輸入一個命令，Shell 是怎麼知道去哪找到這個命令然後執行的呢？這是通過環境變量 PATH 來進行搜索的，熟悉 Windows 的用戶可能知道 Windows 中的也是有這麼一個 PATH 環境變量。這個 PATH裏面就保存了 Shell 中執行的命令的搜索路徑。

查看 PATH 環境變量的內容：

$ echo $PATH

默認情況下會看到如下輸出：

/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games

通常這一類目錄下放的都是可執行文件，當我們在 Shell 中執行一個命令時，系統就會按照 PATH 中設定的路徑按照順序依次到目錄中去查找，如果存在同名的命令，則執行先找到的那個。

舉例：創建一個最簡單的可執行 Shell 腳本和一個使用 C 語言創建的“ hello world ”程序。

創建一個 Shell 腳本文件：

$ gedit hello_shell.sh

在腳本中添加如下內容，保存並退出（注意不要省掉第一行，這不是註釋，出現語法錯誤，就是因爲沒有了第一行）：

#!/bin/bash

for ((i=0; i<10; i++));do
    echo "hello shell"
done

exit 0

爲文件添加可執行權限：

$ chmod 755 hello_shell.sh

執行腳本：

$ ./hello_shell.sh

創建一個 C 語言“ hello world ”程序：

$ gedit hello_world.c

#include <stdio.h>

int main(void)
{
    printf("hello world!\n");
    return 0;
}

保存後使用 gcc 生成可執行文件：

$ gcc -o hello_world hello_world.c

gcc 生成二進制文件默認具有可執行權限，不需要修改

在 /home/shiyanlou 家目錄創建一個 mybin 目錄，並將上述 hello_shell.sh 和 hello_world 文件移動到其中：

$ mkdir mybin
$ mv hello_shell.sh hello_world mybin/

現在可以在 mybin 目錄中分別運行剛剛創建的兩個程序：

$ cd mybin
$ ./hello_world
#輸出結果
hello world! 

$ ./hello_shell.sh
#輸出結果
hello shell
hello shell
hello shell
hello shell
hello shell
hello shell
hello shell
hello shell
hello shell
hello shell

回到上一級目錄，也就是 shiyanlou 家目錄，當再想運行那兩個程序時，會發現提示命令找不到，除非加上命令的完整路徑，但那樣很不方便，如何做到像使用系統命令一樣執行自己創建的腳本文件或者程序呢？那就要將命令所在路徑添加到 PATH 環境變量了。

三、添加自定義路徑到“PATH”環境變量

應該注意到 PATH 裏面的路徑是以 : 作爲分割符的，所以我們可以這樣添加自定義路徑：

$ PATH=$PATH:/home/shiyanlou/mybin

注意這裏一定要使用絕對路徑。

現在你就可以在任意目錄執行那兩個命令了（注意需要去掉前面的 ./）。

你可能會意識到這樣並沒有很好的解決問題，因爲我給 PATH 環境變量追加了一個路徑，它也只是在當前 Shell 有效，我一旦退出終端，再打開就會發現又失效了。有沒有方法讓添加的環境變量全局有效？或者每次啓動 Shell 時自動執行上面添加自定義路徑到 PATH 的命令？下面我們就來說說後一種方式——讓它自動執行。

在每個用戶的 home 目錄中有一個 Shell 每次啓動時會默認執行的一個配置腳本，以初始化環境，包括添加一些用戶自定義環境變量等等。zsh 的配置文件是 .zshrc，相應 Bash 的配置文件爲 .bashrc 。它們在 etc 下還都有一個或多個全局的配置文件，不過我們一般只修改用戶目錄下的配置文件。

我們可以簡單地使用下面命令直接添加內容到 .zshrc 中：

$ echo "PATH=$PATH:/home/shiyanlou/mybin" >> .zshrc

上述命令中 >> 表示將標準輸出以追加的方式重定向到一個文件中，注意 > 是以覆蓋的方式重定向到一個文件中，使用的時候一定要注意分辨。在指定文件不存在的情況下都會創建新的文件。

四、刪除和修改已有變量

4.1 變量修改

變量的修改有以下幾種方式：

變量設置方式	說明
${變量名#匹配字串}	從頭向後開始匹配，刪除符合匹配字串的最短數據
${變量名##匹配字串}	從頭向後開始匹配，刪除符合匹配字串的最長數據
${變量名%匹配字串}	從尾向前開始匹配，刪除符合匹配字串的最短數據
${變量名%%匹配字串}	從尾向前開始匹配，刪除符合匹配字串的最長數據
${變量名/舊的字串/新的字串}	將符合舊字串的第一個字串替換爲新的字串
${變量名//舊的字串/新的字串}	將符合舊字串的全部字串替換爲新的字串

比如要修改我們前面添加到 PATH 的環境變量。爲了避免操作失誤導致命令找不到，我們先將 PATH 賦值給一個新的自定義變量 path：

$ path=$PATH
$ echo $path
$ path=${path%/home/shiyanlou/mybin}
# 或使用通配符,*表示任意多個任意字符
$ path=${path%*/mybin}

4.2 變量刪除

可以使用 unset 命令刪除一個環境變量：

$ unset temp

五、如何讓環境變量立即生效

前面我們在 Shell 中修改了一個配置腳本文件之後（比如 zsh 的配置文件 home 目錄下的 .zshrc），每次都要退出終端重新打開甚至重啓主機之後其才能生效，很是麻煩，我們可以使用 source 命令來讓其立即生效，如：

$ source .zshrc

source 命令還有一個別名就是 .，注意與表示當前路徑的那個點區分開，雖然形式不一樣，但作用和使用方式一樣，上面的命令如果替換成 . 的方式就該是：

$ . ./.zshrc

注意第一個點後面有一個空格，而且後面的文件必須指定完整的絕對或相對路徑名，source 則不需要。

六、搜索文件

與搜索相關的命令常用的有 whereis，which，find 和 locate 。

• whereis 簡單快速

$ whereis who

你會看到它找到了三個路徑，兩個可執行文件路徑和一個 man 在線幫助文件所在路徑，這個搜索很快，因爲它並沒有從硬盤中依次查找，而是直接從數據庫中查詢。whereis 只能搜索二進制文件(-b)，man 幫助文件(-m)和源代碼文件(-s)。如果想要獲得更全面的搜索結果可以使用 locate 命令。

• locate 快而全

通過“ /var/lib/mlocate/mlocate.db ”數據庫查找，不過這個數據庫也不是實時更新的，系統會使用定時任務每天自動執行 updatedb 命令更新一次，所以有時候你剛添加的文件，它可能會找不到，需要手動執行一次 updatedb 命令。它可以用來查找指定目錄下的不同文件類型，如查找 /etc 下所有以 sh 開頭的文件：

$ sudo apt-get install locate
$ locate /etc/sh

注意，它不只是在 /etc 目錄下查找，還會自動遞歸子目錄進行查找。

查找 /usr/share/ 下所有 jpg 文件：

$ locate /usr/share/\*.jpg

注意要添加 * 號前面的反斜槓轉義，否則會無法找到。

如果想只統計數目可以加上 -c 參數，-i 參數可以忽略大小寫進行查找，whereis 的 -b、-m、-s 同樣可以使用。

• which 小而精

which 本身是 Shell 內建的一個命令，我們通常使用 which來確定是否安裝了某個指定的軟件，因爲它只從 PATH 環境變量指定的路徑中去搜索命令：

$ which man

• find 精而細

find 應該是這幾個命令中最強大的了，它不但可以通過文件類型、文件名進行查找而且可以根據文件的屬性（如文件的時間戳，文件的權限等）進行搜索。find 命令強大到，要把它講明白至少需要單獨好幾節課程纔行，我們這裏只介紹一些常用的內容。

這條命令表示去 /etc/ 目錄下面 ，搜索名字叫做 interfaces 的文件或者目錄。這是 find 命令最常見的格式，千萬記住 find 的第一個參數是要搜索的地方：

$ sudo find /etc/ -name interfaces

注意 find 命令的路徑是作爲第一個參數的， 基本命令格式爲 find [path] [option] [action] 。

與時間相關的命令參數：

參數	說明
-atime	最後訪問時間
-ctime	最後修改文件內容的時間
-mtime	最後修改文件屬性的時間

下面以 -mtime 參數舉例：

• -mtime n：n 爲數字，表示爲在 n 天之前的“一天之內”修改過的文件
• -mtime +n：列出在 n 天之前（不包含 n 天本身）被修改過的文件
• -mtime -n：列出在 n 天之內（包含 n 天本身）被修改過的文件
• -newer file：file 爲一個已存在的文件，列出比 file 還要新的文件名

列出 home 目錄中，當天（24 小時之內）有改動的文件：

$ find ~ -mtime 0

列出用戶家目錄下比 Code 文件夾新的文件：

$ find ~ -newer /home/shiyanlou/Code