第11章：环境

如早先讨论过的，在会话中，shell 维护着一个信息主体，称为环境（environment）。程序使用存储在环境中的数据来确定关于系统配置的实际情况。大部分程序使用配置文件（configuration files）存储程序设置，还有部分程序也会查找存储在环境中的值来调整其行为。了解到这一点，我们能用环境来自定义我们的 shell 体验。

本章中我们将和下列命令一起工作：

  • printenv 打印部分或全部环境

  • set 设置 shell 选项

  • export 输出环境到后续执行程序

  • alias 为一个命令创建一个别名

存储在环境中的是什么？

有两种基本类型的数据存储在 shell 中；不过，在 bash 中这两种类型在很大程度上难以区分。即环境变量（environment variables）和 shell 变量（shell variables）。Shell 变量是由 bash 安置的数据，环境变量则是其它所有数据。变量之外，shell 还存储一些程序数据，名为别名（aliases）和 shell 函数（shell functions）。在第 5 章「用命令工作」中我们学过别名，我们将在第四部分中学习 shell 函数（与 shell 脚本关联）。

检查环境

要查看环境中存储的是什么，我们可以使用 bash 内建的 set 或者 printenv 程序。set 命令会显示 shell 和环境变量两者，而 printenv 仅仅显示后者。由于环境列表的内容相当长，最好使用管道将命令的输出转入 less。

[me@linuxbox ~]$ printenv | less

如此，我们将得到这样的结果：

USER=me
PAGER=less
LSCOLORS=Gxfxcxdxbxegedabagacad
XDG_CONFIG_DIRS=/etc/xdg/xdg-ubuntu:/usr/share/upstart/xdg:/etc/xdg
PATH=/home/me/bin:/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin:/usr/games:/usr/local/games
DESKTOP_SESSION=ubuntu
QT_IM_MODULE=ibus
QT_QPA_PLATFORMTHEME=appmenu-qt5
JOB=dbus
PWD=/home/me
XMODIFIERS=@im=ibus
GNOME_KEYRING_PID=1850
LANG=en_US.UTF-8
GDM_LANG=en_US
MANDATORY_PATH=/usr/share/gconf/ubuntu.mandatory.path
MASTER_HOST=linuxbox
IM_CONFIG_PHASE=1
COMPIZ_CONFIG_PROFILE=ubuntu
GDMSESSION=ubuntu
SESSIONTYPE=gnome-session
XDG_SEAT=seat0
HOME=/home/me
SHLVL=2
LANGUAGE=en_US
GNOME_DESKTOP_SESSION_ID=this-is-deprecated
LESS=-R
LOGNAME=me
COMPIZ_BIN_PATH=/usr/bin/
LC_CTYPE=en_US.UTF-8
XDG_DATA_DIRS=/usr/share/ubuntu:/usr/share/gnome:/usr/local/share/:/usr/share/
QT4_IM_MODULE=xim
DBUS_SESSION_BUS_ADDRESS=unix:abstract=/tmp/dbus-IwaesmWaT0
LESSOPEN=| /usr/bin/lesspipe %s
INSTANCE=

我们看到的，是环境变量及其值。例如，我们看到一个变量 USER，其所包含的值是 me。printenv 命令还能列出指定变量的值。

[me@linuxbox ~]$ printenv USER
me

set 命令，在没有添加选项或参数的情况下，将显示 shell 变量和环境变量两者，还有任何定义过的 shell 函数。和 printenv 不同，其输出按字母表顺序友好地排列。

[me@linuxbox ~]$ set | less

也可以用 echo 命令查看变量内容，如：

[me@linuxbox ~]$ echo $HOME
/home/me

环境中有一个元素，在 set 和 printenv 中都没有被显示，它就是别名。要查看别名，键入 alias 命令，不用带参数。

[me@linuxbox ~]$ alias
alias l.='ls -d .* --color=tty'
alias ll='ls -l --color=tty'
alias ls='ls --color=tty'
alias vi='vim'
alias which='alias | /usr/bin/which --tty-only --read-alias --show-dot --show-tilde'

一些有趣的变量

环境包含很多变量，虽然环境与此处提供的环境不同，我们还是会在我们的环境中看到表 11-1 中列出的变量。

表 11-1 环境变量

变量

内容

DISPLAY

如果我们正在运行图形环境，这里就是显示的名称。通常其值为「:0」，意为 X server 生成的第一个显示。

EDITOR

用来编辑文本的程序的名称。

SHELL

用户默认的 shell 程序的名称。

HOME

用户家目录的路径名称。

LANG

定义用户语言的字符集和排序规则。

OLDPWD

前一个工作目录。

PAGER

用来分页输出的程序名称。这里通常被设置为 /usr/bin/less。

PATH

一个用分号分隔的目录列表，用来检索我们输入的可执行程序名称。

PS1

代表 "prompt string 1"。定义 shell 提示符的内容。我们等会儿会看到，这可以广泛的自定义。

PWD

当前工作目录。

TERM

终端类型的名称。类 Unix 系统支持很多终端协议；该变量定义终端模拟器中被用到的协议。

TZ

指定你的时区。多数类 Unix 系统按 UTC 时间（协调世界时 Coordinated Universal Time）来维护计算机内部时钟，通过此变量中设置的偏移量来显示当地时间。

USER

你的用户名。

不要担心这些变量的值会丢失。它们随发行版而变化。

环境如何被建立？

当我们登录系统，bash 程序启动，读取一系列名为启动文件（startup files）的配置脚本，这些文件定义了所有用户的默认环境。紧跟着的更多的，是来自我们的家目录中定义我们个人环境的启动文件。实际的顺序取决于正在启动的 shell 会话的类型。有两种类型。

  • 登录 shell 会话，指我们被提示输入用户名和密码的会话，例如，会发生在我们启动一个虚拟控制台会话中。

  • 非登录 shell 会话，典型地发生在图形界面中启动一个终端会话。

登录 shell 会话将读取如表 11-2 中所列的启动文件。

表 11-2：登录 shell 会话的启动文件

文件

内容

/etc/profile

应用到所有用户的全局配置脚本。

~/.bash_profile

一个用户个人启动文件。用来扩展或覆盖全局配置脚本。

~/.bash_login

如果找不到上一个文件，bash 将尝试读取这个脚本。

~/.profile

如果找不到上两个文件，bash 将尝试读取该文件。在 Debian 系的发行版（如 Ubuntu）中，这个文件是默认的。

非登录 shell 会话将读取如表 11-3 中所列的启动文件。

表 11-3：非登录 shell 会话的启动文件

文件

内容

/etc/bash.bashrc

应用到所有用户的全局配置脚本。

~/.bashrc

一个用户个人启动文件。用来扩展或覆盖全局配置脚本。

在读取表 11-3 的启动文件之外，非登录 shell 还将从它们的父进程中继承环境，通常是一个登录 shell。

来看一下哪些启动文件被安装了。记住，由于上述文件的文件名多数由一个句点开头（意味着它们是隐藏文件），我们将要在 ls 命令中使用 -a 选项。

对于普通用户来说，~/.bashrc 文件可能是最重要的启动文件了，因为它总是被读取。非登录 shell 默认读取该文件，多数登录 shell 的启动文件也会以读取 ~/.bashrc 文件来编写。

启动文件中有什么？

如果我们看一下一个典型的 .bash_profile （取自 CentOS 6 系统）文件，看起来像这样：

# .bash_profile

# Get the aliases and functions
if [ -f ~/.bashrc ]; then
        . ~/.bashrc
fi

# User specific environment and startup programs

PATH=$PATH:$HOME/bin
export PATH

以 # 开头的行，是注释（comments），不会被 shell 读取，是为了让人类读取的。第一个有趣的事发生在第四行：

if [ -f ~/.bashrc ]; then
        . ~/.bashrc
fi

这叫 if 组合命令（if compound command），我们将在第四部分完整地学习，现在则简单翻译如下：

If the file "~/.bashrc" exists, then
    read the "~/.bashrc" file.

我们可以看到这些代码如何让一个登录 shell 获取 .bahsrc 文件的内容的。启动文件要做的下一件事，是 PATH 变量。

当我们在命令行中键入命令的时候，是不是总在好奇 shell 是如何知道去哪里找命令的？例如，当我们键入 ls，shell 不会检索整个计算机去找 /bin/ls（ls 命令的完整路径名）；相反，它会检索包含在 PATH 变量中的目录列表。

PATH 变量经常（而非总是，依赖于2发行版）由 /etc/profile 启动文件中的这些代码所设置：

PATH=$PATH:$HOME/bin

PATH 被修改为将目录 $HOME/bin 附加到列表末尾。这是一个参数扩展的例子，我们在第七章「如 Shell 般看世界」中接触过。尝试下列命令来演示其如何工作：

[me@linuxbox ~]$ foo="This is some "
[me@linuxbox ~]$ echo $foo
This is some
[me@linuxbox ~]$ foo=$foo"text."
[me@linuxbox ~]$ echo $foo
This is some text.

通过这个技术，我们能将文本附加到变量的内容中。

将字符串 $HOME/bin 加到 PATH 变量的内容中，目录 $HOME/bin 也就被加到键入命令时要检索的目录列表中。意味着当我们在自己的家目录中创建一个目录来存放私人的程序时，shell 已经准备好容纳我们。我们需要做的是把这个目录命名为 bin，我们已经准备好了。

注意：许多发行版默认提供这个 PATH 设置。Debian 系发行版，如 Ubuntu，在登录是会测试 ~/bin 的存在，并在找到后动态地加其添加到 PATH 变量中。

最后我们会：

export PATH

export 命令会告诉 shell 使得 PATH 变量的内容在此 shell 中生效。

修改环境

由于我们知道启动文件在哪里，知道它们包含了什么，所以我们可以修改这些文件来自定义我们的环境。

我们该修改什么文件？

作为一个普通规则，将目录加到 PATH 变量或者定义额外的环境变量，将这些变更放到 .bash_profile 文件（或者等效的，取决于发行版，如 Ubuntu 会使用 .profile）。其它任何东西的变更将会放在 .bashrc 中。

注意：除非你是系统管理员，需要变更系统中所有用户的默认设置，否则请将你的修改限制在自己家目录的文件中。当然会有可能修改 /etc 目录中的 profile 文件，并且在很多情况下，这样做是明智的，但是就目前而言，让我们安全一点。

文本编辑器

要编辑（修改）shell 的启动文件，还有系统中的其它配置文件，需要用到一个称为文本编辑器（text editor）的程序。文本编辑器是一个程序，在某些方面来说，类似一个文字处理，如允许我们用移动的光标来编辑屏幕上的文字。其不同于文字处理的地方在于，仅能支持纯文本并通常包含为编写程序而设计的特性。文本编辑器是软件开发者用来编写代码，和系统管理员管理配置文件以控制系统的中心工具。

在 Linux 系统中有很多文本编辑器，许多系统都安装了好几个。为何会有这么多不同的呢？因为程序员广泛地使用它们，所以程序员喜欢写文本编辑器，他们编写编辑器来表达它们自己的需要，他们该如何工作。

文本编辑器有两种基本类别：图形化的、和基于文本的。GNOME 和 KDE 各自包含了一些受欢迎的图形编辑器。GNOME 随带一个称为 gedit 的编辑器，通常在 GNOME 菜单中被唤作 "Text Editor"。KDE 携带有 kedit、kwrite、kate 三个。

有很多基于文本的编辑器，广受欢迎的是 nano、vi，还有 emacs。nano 简单，便于使用，作为 PINE 电子邮件套装提供的 pico 编辑器的替代品来设计。vi（在大多数 Linux 系统中，被名为 "vi improved" 的 vim 的程序所替代）是类 Unix 系统中传统的编辑器。它将会是下一章中的主题。emacs 编辑器最初由 Richard Stallman 编写。它是一个庞然大物，全功能的，无事不做的编程环境。它一应俱全，却很少被大多数 Linux 系统默认安装。

使用文本编辑器

文本编辑器能在命令行被调用，可以在编辑器名称之后输入我们想要编辑的文件名。如果文件不存在，编辑器将假定我们想要创建一个新文件。这里是用 gedit 的一个示例：

[me@linuxbox ~]$ gedit some_file

该命令将启动 gedit 文本编辑器并加载名为 "some_file" 的文件，如果该文件存在的话。

图形文本编辑器相当简单易用，我们不打算在这里讲述。我们将集中在第一个基于文本的文本编辑器，nano。让我们启动 nano 编辑 .bashrc 文件。不过事先，来练习一些「安全计算」。无论何时，当我们编辑一个重要的配置文件，首先创建一个备份是个好主意。如果在编辑时弄乱了文件，这会是一个保护。要创建 .bashrc 文件的备份，这么做：

[me@linuxbox ~]$ cp .bashrc .bashrc.bak

我们如何命名备份文件并不重要，只需要选一个能理解的名字就好。扩展名 .bak、.sav、.old、.orig 都是指示一个备份文件的流行的方式。哦，记住 cp 会静默地覆盖现存文件（overwrite existing files）。

既然我们有了一个备份文件，就可以开始编辑了。

[me@linuxbox ~]$ nano .bashrc

当 nano 启动，我们看到屏幕上显示这样：

nano-editor

注意：如果你的系统中没有安装 nano，可以使用图形编辑器作为替代。

屏幕由三部分组成，顶端的头部、中部是被编辑的文件的文本，下方是命令菜单。由于 nano 被设计来替换一个由 email 客户端所提供的文本编辑器，所以编辑功能不强。

在学习任一文本编辑器时，我们所要学的第一条命令是如何退出编辑器。在 nano，我们可以按 Ctrl-x 来退出。在屏幕末端的菜单中有指示。记号 ^X 意味着 Ctrl-x。在很多程序中这是一个控制键的常用记号。

我们需要学习的第二个命令是如何保存工作。在 nano 中是 Ctrl-o。具备这些知识，我们可以准备编辑了。使用向下箭头键或 PageDown 键，将光标移动到文件末尾，在 .bashrc 文件中加入下列几行：

umask 0002
export HISTCONTROL=ignoredups
export HISTSIZE=1000
alias l.='ls -d .* --color=auto'
alias ll='ls -l --color=auto'

注意：你所用的发行版可能已经包含了一些上述命令，不过重复不会导致任何损害。

表 11-4 中详述我们添加的内容的意义。

表 11-4：我们添加到 .bashrc 的内容

行

意义

umask 0002

设置 umask 以解决共享目录问题，在第九章「许可」中我们已经讨论过。

export HISTCONTROL=ignoredups

设置 shell 的历史记录忽略重复上一条命令的命令。

export HISTSIZE=1000

将命令历史的条目数从默认的 500 行增加到 1000 行。

alias l.='ls -d .* --color=auto'

创建一个名为 l. 的新命令，显示以 . 开头的目录。

alias ll='ls -l --color=auto'

创建一个名为 ll 的新命令，以长格式显示目录列表。

如我们所见，我们所添加的很多都不够直观明了，所以在 .bashrc 文件中添加一些注释以帮助理解，是个好主意。使用编辑器，变更内容如下：

# Change umask to make directory sharing easier
umask 0002

# Ignore duplicates in command history and increase
# history size to 1000 lines
export HISTCONTROL=ignoredups
export HISTSIZE=1000

# Add some helpful aliases
alias l.='ls -d .* --color=auto'
alias ll='ls -l --color=auto'

啊，看起来更好了！当完成编辑后，按 Ctrl-o 保存文件，按 Ctrl-x 退出 nano。

为何注释如此重要

无论何时修改配置文件，在所修改的文档中添加注释是个好习惯。当然，在第二天你可能会记得你改了什么，但是六个月后呢？帮你自己一个忙，添加一些注释。当你处于这种状态时，记录你所做的改变并不是一个坏主意。

Shell 脚本和 bash 以 # 符号为注释的开始。其它配置文件或许会用其它字符。多数配置文件会有注释，可以用来作为指引。

你经常会读到配置文件中的有些行被注释掉（commented out），以防止受影响的程序使用。这么做是为了给读者一些建议，如可能的配置选项或正确的配置句法示例。例如在 Ubuntu 18.04 的 .bashrc 文件中包含了这几行：

# some more ls aliases #alias ll='ls -l' #alias la='ls -A' #alias l='ls -CF'

最后三行是已经被注释掉的有效的别名定义。如果将这三行的前置 # 删掉，这一技术唤作取消注释（uncommenting），你将激活别名。反之，如果将 # 加在行首，会是这一行配置失效，但同时也能保存这行信息。

使变更生效

我们对 .bashrc 文件所做的变更要在关闭当前终端会话后、重新开启一个会话时才生效，因为该文件仅在会话开始时被读取。不过，我们可以强制 bash 重新读取修改过的 .bashrc 文件，命令如下：

[me@linuxbox ~]$ source ~/.bashrc

执行之后，就能看到我们所做的变更生效了。尝试一个新的别名：

[me@linuxbox ~]$ ll

总结

本章中我们学习了一个基本技巧——用文本编辑器编辑配置文件。继续前进，当我们阅读命令的手册页时，请注意命令支持的环境变量。可能有一两颗宝石。在后续章节中，我们将学到 shell 函数，一个强大的功能，可以将其包含在 bash 启动文件中，以添加到您的自定义命令库中。

扩展阅读

  • bash 手册页中的 INVOCATION （调用）章节，详细描述了 bash 启动文件。

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