环境变量与配置文件
环境变量与配置文件：env/export/PATH、变量扩展、bash 启动文件加载顺序
1. 从”入职工牌”说起
1.1 环境变量是什么
想象一个新员工入职（进程启动），人事给他发一张工牌（环境变量），上面写着：姓名、部门、工位号。员工到哪都能凭工牌被识别，不用每次重新解释”我是谁”。
环境变量是”进程运行环境”中的一组键值对，被 Shell 与所有子进程继承。它解决了”如何把配置传给程序”的问题：程序无需写死路径与配置，读取环境变量即可。
echo "你好, $USER，你当前在 $PWD"1.2 环境变量 vs Shell 变量
| 类型 | 示例 | 能否被子进程继承 |
|---|---|---|
| Shell 变量 | name="alice" | 否 |
| 环境变量 | export NAME="alice" | 是 |
要点：普通变量只在当前 Shell 有效；使用 export 后变为环境变量，会被子进程继承。
2. 查看与设置
env # 列出当前所有环境变量
printenv PATH # 查看指定变量（比 echo $PATH 更准确）
echo "$HOME" # 查看变量值
export EDITOR=vim # 设置环境变量（当前会话有效）
export JAVA_HOME=/opt/jdk17 # 经典示例
unset JAVA_HOME # 删除变量
env -i env # 空环境运行命令（测试纯净环境）关键认知：export 只影响当前 Shell 及其子进程，不修改任何配置文件，终端关闭即失效。想要”永久生效”必须写入配置文件（见第 6 节）。
3. PATH：命令查找路径
PATH 是冒号分隔的目录列表。执行 ls 时，Shell 按 PATH 顺序在各目录中查找可执行文件 ls：
echo "$PATH"
# 输出示例：/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin:/sbin:/bin
which ls # 查看 ls 实际位于哪个目录
command -v node # 推荐：查看命令路径（兼容性更好）# 临时添加目录（当前会话）
export PATH="$HOME/bin:$PATH"
# 永久添加：写入 ~/.bashrc 再生效
echo 'export PATH="$HOME/.local/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc
source ~/.bashrc要点：
- 把自定义目录放在
$PATH前面优先级更高 - 永久修改必须追加到配置文件（不要覆盖原值）
- 修改后用
source或重开终端生效 - PATH 中目录越靠前优先级越高，同名命令以先找到的为准
4. 常用特殊变量
| 变量 | 含义 |
|---|---|
HOME | 当前用户家目录 |
USER / LOGNAME | 当前用户名 |
SHELL | 默认 Shell 路径 |
PWD | 当前工作目录 |
OLDPWD | 上一次所在目录 |
LANG / LC_ALL | 系统语言与编码 |
TERM | 终端类型 |
PS1 | 命令提示符格式 |
$? | 上一条命令退出码 |
$$ | 当前 Shell 的 PID |
echo "你好, $USER，当前在 $PWD，语言 $LANG"
export LANG=zh_CN.UTF-8 # 设置中文环境要点：LANG 影响乱码问题——中文显示乱码时优先检查 LANG/LC_ALL 是否为 UTF-8。PS1 定制提示符是”高手外观”的起点，但保持简单更实用。
5. 变量扩展语法
Bash 的 ${} 扩展提供了默认值、必填校验等能力，是脚本健壮性的基石：
| 语法 | 含义 | 示例结果 |
|---|---|---|
${var:-default} | 未设置/为空时用 default | echo ${PORT:-8080} |
${var:=default} | 未设置/为空时赋值并返回 | ${NAME:="world"} |
${var:?msg} | 未设置/为空时报错退出 | ${1:?缺少参数} |
${var:+alt} | 已设置且非空时用 alt | ${DEBUG:+开启} |
${#var} | 变量长度 | ${#name} |
${var:2:4} | 子串：从第 3 个字符取 4 个 | ${str:2:4} |
${var//a/b} | 全局替换 | ${path//\//-} |
${var%%后缀} | 去掉最长后缀 | ${file%%.tar.gz} |
PORT="${PORT:-8080}" # 未传环境变量时默认 8080
CONFIG="${CONFIG_FILE:?必须设置 CONFIG_FILE}"
name="FANDEX"
echo "${#name}" # 5
echo "${name/DEX/dev}" # FANdev（只替换第一处）要点：${var:-default} 是脚本中最常用的扩展——让脚本”有默认值、可被环境变量覆盖”，这是可配置脚本的基本模式。${var:?} 让关键参数缺失时立即失败，避免带空值继续执行。
6. 配置文件加载顺序
bash 按”登录/非登录、交互/非交互”四种组合加载不同文件：
| 场景 | 加载顺序 |
|---|---|
登录 Shell（SSH 登录、bash -l） | /etc/profile → ~/.bash_profile（或 ~/.bash_login、~/.profile） |
| 非登录交互 Shell（打开终端） | ~/.bashrc |
| 非交互 Shell（运行脚本） | 读取 $BASH_ENV，否则不读 |
| 退出登录 | ~/.bash_logout |
cat ~/.bashrc # 查看你的交互配置
cat ~/.profile # 登录配置（macOS 默认）经典约定：
- 环境变量放
~/.profile（登录时一次性加载） - 别名与函数放
~/.bashrc（每次开终端加载） ~/.bash_profile通常写成先加载~/.bashrc- 脚本里设置的 export 不会影响父进程，只有 source 配置文件才能在当前 Shell 生效
7. 实践：正确管理环境变量
# 方案一：临时（当前会话）
export NODE_ENV=production
# 方案二：持久（推荐写入 ~/.bashrc 或 ~/.profile）
echo 'export NODE_ENV=production' >> ~/.bashrc && source ~/.bashrc
# 方案三：单条命令（不污染环境）
NODE_ENV=production node app.js
# 方案四：读取 .env 文件（不泄露到 shell 历史）
set -a; source .env; set +a四种方案的选择：
- **方案三”命令前缀式”**只对单条命令生效，是运行一次性任务的首选
- 方案四是脚本读取
.env的常见手法：set -a让 source 进来的变量自动 export，set +a恢复 .env文件要加入.gitignore，避免密钥入库（详见 039-engineering-practices《工程实践概述》）
8. 常见陷阱
陷阱一：export PATH=... 忘记带上旧值。 export PATH=/opt/bin 会把 PATH 覆盖成只有 /opt/bin，连 ls 都找不到。务必写成 $PATH 拼接。
陷阱二：变量赋值等号两侧加空格。 name = "alice" 会被解析成执行命令 name，应写 name="alice"。
陷阱三：引号内不展开。 echo '$HOME' 输出字面量 $HOME，单引号内不做变量展开。
陷阱四：修改配置文件不生效。 改了 ~/.bashrc 后未 source 也未重开终端。