环境变量解析

什么是环境变量

主流的操作系统 Windows、Linux、MacOS 都有环境变量的概念。

打开 Windows 10 中的环境变量设置，如下图所示，
主流的操作系统 Windows、Linux、MacOS 都有环境变量的概念。

打开 Windows 10 中的环境变量设置，如下图所示，

这些环境变量本质上都是存储在 Windows 系统注册表里面的。

环境变量可以理解为影响程序运行的一些信息配置项。英文叫 Environment Variables，下文中，有时我会简称 env

每个环境变量都是一个配置项，提供一个信息。

看到这些环境变量，很容易对环境变量产生误解，以为它们就是用来配置路径的。

不一定都是这样！

环境变量可以用来配置路径，也可以用来配置其他，比如上图中的 NUMBER_OF_PROCESSORS，指明了系统中处理器核心是4个。

如何产生的

一部分是由程序创建、修改的，

一部分是由人手工创建的。

程序可以通过操作系统编程接口增加、读取、删除、修改环境变量配置。

人也可以通过命令或者操作界面增加、查看、删除、修改环境变量配置。

有什么用？

主要是为应用程序提供信息，程序可以根据这些信息，决定它们的行为。

因为某些程序会读取一些环境变量的值，根据这些值决定程序的处理。

举个例子，上文中的 NUMBER_OF_PROCESSORS，是操作系统程序创建的，目的就是提供信息给系统中所有的程序，告诉他们当前系统所在计算机的CPU核心是4个。

那么如果有一个程序需要给客户显示系统中有多少个CPU，就可以读取这个数据，显示在界面上。

更常见的，就是指明一些程序文件或者数据文件所在的目录。比如 path、ANDROID_HOME 。

从上面的描述，可以思考出这样一个结论：

到底哪些程序会受哪些环境变量的影响，是由程序本身决定的。

程序的代码到底会读取哪些环境变量，根据这些值做出什么行为，完全是程序开发者设计决定的。

环境变量本身只是一些配置信息。

path环境变量

环境变量中，我们接触最密切的恐怕就是 path 这个环境变量了。

因为很多程序都会根据它的值决定自己的行为。

最典型的就是命令行解释器（运行在命令行窗口中的），有时也叫shell程序。

就是解释执行我们从命令行窗口（术语是伪终端模拟器）输入命令的程序。

当我们在命令行窗口敲入如下一行指令的时候

1	python.exe hyhy.py

shell程序会接收到这行命令，它会以空格作为分隔符，把指令分割为n个部分，第一个部分就是要执行的程序，后面的都是这个程序的参数。

那么第一个问题就是，到哪里找这个程序 python.exe 呢？

这就是根据环境变量 path 的值决定的。

它会依次到环境变量 path 里面指定的目录下面，一个个的找。

先在哪个目录下面找到了python.exe，就执行哪个目录下面的 python.exe。

不仅仅是 shell 要使用环境变量 path，很多其他程序也会使用，比如 Windows 操作系统寻找dll文件时，path里面指定的目录也是搜索路径之一。

看到这个例子，有些朋友可能又有误解了。

认为只要是配置目录的，都像 path 那样，可以配置好几个目录给程序依次查找。

不是的！！

还是那句话，怎么使用环境变量要看各个程序本身的设计。

比如环境变量 ANDROID_HOME，就是只能包含一个目录的。

修改环境变量配置

如果一个程序用到Windows 系统配置里面的环境变量，当我们修改了系统配置里面的环境变量，注意，一定要重启这个程序。

比如：cmd命令行解释器。

如果你修改了环境变量path，比如添加了一个目录，注意一定要重启cmd。

因为cmd启动后，就保留了一份自己的环境变量，这是再去修改配置环境变量，不会影响已经启动的cmd程序。

如果要使修改生效，必须重启cmd程序。

环境变量的继承

我们再来看一个例子，刚才我们说，程序重启后，系统配置里面的环境变量就会生效。

我们再通过一个程序来看一下。

大家在集成开发环境 Pycharm，先运行一下，下面的Python程序

1 2	import os print(f'环境变量 byhy ：{os.environ['byhy']}')

可以发现，程序会报 KeyError: ‘byhy’ 错误，因为我们并没有这样的一个环境变量。

现在，我们去修改系统配置，添加这个环境变量。

然后，在重新运行程序（就像重启一样），你会惊奇的发型，仍然会报错。

为什么？不是重启程序，修改后的环境变量就会生效吗？
其实，每个程序启动后（运行的程序叫做进程），就会自己拷贝一份父进程环境变量表，作为该进程的环境变量表。

父进程通俗的说就是启动了这个程序的程序。

我们是在 Pycharm 里面运行 Python 程序， Pycharm 就是 Python 程序的父进程。

如果我们在命令行cmd 中运行 Python 程序，命令行cmd 就是 Python 程序的父进程。

那怎么解决这个问题呢？

连 Pycharm 也重新启动一下，这样 Pycharm 的环境变量也更新了，它的子进程当然也会使用更新后的环境变量就可以了。

那 pycharm 和 cmd 的父进程又是谁呢？是 Windows 桌面管理器 explorer 。

explorer启动时，会从注册表中读取环境变量配置作为自己进程的环境变量。

后续用户启动的程序大都是直接或者间接的从 explorer继承的环境变量，当然也就使用了配置的环境变量。

前面的例子，我们重启 cmd窗口，可以有效的重新加载系统配置的环境变量，是因为 cmd窗口的父进程是 explorer。

explorer每次启动新的进程，会重新读取配置环境变量，作为子进程的环境变量。所以重启cmd就有效了。

但是 cmd 或者 pycharm 启动子进程，并不会重新读取配置环境变量，而是把自己的环境变量作为子进程的环境变量。当然，修改的配置不会生效。

那么是不是只有explorer 启动的子程序，才能使用最新的配置环境变量呢？

也不是，要看程序的设计，完全可以启动子程序时，重新读取系统配置里面的环境变量给子程序使用。

案例

# 代码文件 e1.py
import os,subprocess

def printEnv(filename):
    with open(filename,'w') as f:
        for k, v in os.environ.items():
            f.write(f'{k}:{v}\n')

os.environ['A1'] = '白月黑羽1'
printEnv('e1.txt')

subprocess.Popen(
    [r'c:\Python37\python.exe',r'h:\tmp\e2.py'],
    shell=False
)

# 代码文件 e2.py
import os

def printEnv(filename):
    with open(filename,'w') as f:
        for k, v in os.environ.items():
            f.write(f'{k}:{v}\n')

os.environ['A2'] = '白月黑羽2'
printEnv('e2.txt')

运行 e1.py 后， e1.py的代码会启动 e2.py。

所以程序运行时， e1.py 就是 e2.py 的父进程。

上面的程序运行后，可以发现 e2.py记录的环境变量是在 e1.py的基础上多一个 A2=白月黑羽2 。

可以证明：环境变量从父进程继承而来。