shell环境变量

shell变量有时称之为环境变量，Python脚本可以通过一个类似Python字典的对象os.environ来访问它们，其中在该对象里每项（entry）对应一个shell的变量设置。shell变量独立于Python系统，通常在你的系统启动、startup文件或控制面板中设置，他能为程序提供系统级的配置。

现在你应该很熟悉这例子： Python使用shell变量PYTHONPATH模块搜索路径来加载模块。在操作系统中配置后，每次Python程序运行都可以使用它。也可以在某些程序里设置shell变量，然后传递给其他程序。由于他们的值可以被子程序访问，因此也可以被用作简易的进程通信。

获取shell变量

在Python中，外部的shell环境被当作一个简单的预置对象。在os.environ中索引shell变量（如，os.environ['USER']）,类似Unix shell在变量名前添加一个$,(比如，$USER),在DOS上使用%（%USER%），在C语言里里调用getenv("USER")。我们启动一个交互会话来进行演示：

import os 
os.environ.keys()

list(os.environ.keys())

os.environ['SHELL']						# linux下获取shell变量
os.environ['TEMP']						# Windows下获取TEMP变量

在Windows下，keys方法可以得到所有变量名的迭代子，通过变量名如TEMP可以搜索出它的值，Linux也一样，不同的是在Python启动时有一些其他的变量被预设。我们已经接触过PYTHONPATH，所以以它为例：

import os 
os.environ['PYTHONPATH']

for srcdir in os,environ['PYTHONPATH'].split(os.pathsep):
    print(srcdir)
    
import sys 
sys.path[:3]

PYTHONPATH是一个包含多个路径的字符串，路径之间以路径分隔隔开。为了分割路径，我们传给字符串函数split一个分隔符os.pathsep，它会自动适配目标平台，sys.path是运行期的实际模块搜索路径，它会合并PYTHONPATH的值并附到当前路径后面。

修改shell变量

os.environ对象支持像普通字典一样的键索引以及赋值功能。对于字典，赋值会改变对应的键值：

import os 
os.environ['TEMP'] = r'c:\temp'
os.environ['TEMP']
'c:\temp'

然而，还存在别的影响：在最新版本的Python中，赋值给os.environ的键值将自动被导出到应用的其他部分。即赋值将同时改变Python程序中的os.environ对象，以及该进程对应的shell环境变量。Python程序、所有链入的C模块，所有该Python进程派生的子程序都可以看到新的赋值。

在内部，对os.environ的键赋值将会调用os.putenv，它负责改变Python解释器外部的shell变量。我们用一组脚本来演示shell变量的设置和读取，

import os 
print('setenv...', end=' ')	
print(os.environ['USER'])		# 输出当前shell的变量值

os.environ['USER'] = 'Brian'	# 在后台运行 os.putenv
os.system('python echoenv.py')

os.environ['USER'] = 'Arthur'	# 传递更新到衍生程序
os.system('pytho;n echoenv.py')	# 链接的C语言库模块

os.environ['USER'] = input('?')
print(os.popen('python echoenv.py').read())

脚本setenv.py简单地修改shell变量USER。然后派生另外一个脚本进程读取该变量值，

echoenv.py

1
2
3

import os 
print('echoenv...',end=' ')
print('Hello,' os.environ['USER'])

总而言之，一个子进程始终从它的父进程那里集成环境设置。子程序是由如下方式启动的程序：在Unix下os.spawnv、os.fork/exec，或者所有平台下的os.popen、os.system、subprocess。他们在启动时都会获得父进程的环境变量。

从更广泛的视角来看，像这样在启动程序前设置shell变量，是一种给程序传递信息的方式，比如，一个Python配置脚本在启动另外一个脚本程序前，可以修改PYTHONPATH变量以包含某种特定的目录。由于shell变量会传递给子进程，因而被启动程序的sys.path将会包含该目录。

shell变量要点：父进程、putenv和getenv

在Python的最顶层程序退出后，USER变量会变回初始值，赋给os.environ的键值被传到解释器外部，然后向下传给子进程；然而它永远不会向上传递到父进程（包括系统shell）。这个规划不是Python缺陷，在调用putenv库的C程序中同样如此。

如果Python脚本处在你的应用顶层，这不会有什么问题，然而要谨记，在你的程序中对shell所做的设置只对程序本身以及它所衍生的子程序有效，如果想让你的设置在Python退出后仍然生效，你可以通过平台相关的扩展来实现。

另一个微妙之处：在当前实现中，对os.environ的修改会自动调用os.putenv，后者将调用C库里的putenv把该设置导出到Python链接的C库里。然而，虽然对os.environ因此，与os.putenv相比，更推荐使用os.environ映射接口。

同时要注意，环境设置是在程序启动时一次性载入os.environ，而非实时读取。因此，当程序启动后，底层的C库对环境设置的改动不会反应到os.environ上。如今，Python集中os.getenv调用，然而在绝大多数平台中，它也只是简单地转换对os.environ的读取，而不是通过C库的getenv接口的调用实现。大多数应用，尤其是纯Python代码不必介意于此，在没有putenv底层接口的平台上，可以将os.environ作为参数传递给启动程序来启动子程序。