Переменные, Переменные среды

              ....... Мир без переменных статичен, движение есть отображение жизни, ее след , если мы хотим моделировать мир нам нужны переменные, как отображения движения и что есть "движение"?  — переход из "возможности" в "действительность" (Аристотель, что спорно, но "красиво")

 Переменная - Variable (computer science)

Переменные интерпретатора (shell) и переменные среды

Чтобы продуктивно работать с интерпретатором shell, нужно гибко манипулировать переменными этого интерпретатора. Переменные интерпретатора shell это наименования (имена), которым присваиваются значения. В качестве значений может выступать имя пути, имя файла, число, и пр., по сути переменная - это контейнер для определенного типа данных, Имя переменной - это ссылка на сохраненное значение, помимо ссылки на саму переменную (в зависимости от контекста, variable - $variable), разделение имени и содержания позволяет использовать имя независимо от  информации, которую оно представляет. В любом случае интерпретатор shell воспринимает присвоенное значение как текстовую строку, 

Существуют переменные двух типов: переменные интерпретатора shell - локальные переменные и переменные среды (environment variable) - "глобальные". На самом деле имеется четыре типа переменных, но оставшиеся предназначены только для чтения. Эти переменные считаются специальными и применяются при передаче параметров в shell-сценарии. Для наложения ограничений на переменные следует объявлять их с указанием типа: инструкции declare и typeset , однако что работает в sh, в bash работает не так и типы переменных это отдельная тема.

В чем состоят отличия различных интерпретаторов команд (оболочек) ?  <<----примерно ТУТ  и там ---->  bash  csh  ksh  zsh

Переменные среды или окружения, устанавливаются пользователем или сценариями оболочки. Начальный набор переменных, базовые переменные или окружение задаётся стартовыми сценариями операционной системы и сценариями, запускаемыми при регистрации пользователя в системе, в частности: 

/etc/environment, /etc/profile и ~/.bash_profile или ~/.profile или ~/.bashrc , и другие, в зависимости от установленной системы, все то, что будет относиться к созданию окружения при инициализации системы, см. системные файлы запуска здесь.

UNIX. Профессиональное программирование ----->ст.266

    Среда или окружение (environment) имеет большое значение в UNIX-системах, так как хранит множество настроек как системы в целом, так и отдельных программ. Важной особенностью является то, что при создании дочерний процесс получает локальную копию среды родительского процесса, а, значит, не может изменить напрямую глобальные установки (fork --> exec).

    Среда , окружение представляет собой набор пар: «имя переменной» и «значение переменной», реализация управления которыми возложена обычно на командный интерпретатор. Иными словами, окружение - это набор переменных окружения. Так как существует достаточно большое количество интерпретаторов, синтаксис отличается в зависимости от используемого пользователем. Как «имя», так и «значение» чувствительны к регистру символов, «Имя» обычно указывается в верхнем регистре, использование пробелов недопустимо. Для того, чтобы посмотреть переменные среды,  достаточно выпонить команду env без аргументов, которая выведет переменные окружения и их значения т.е. те, которые будут переданы всем дочерним процессам, начальном наборе запускаемом при регистрации пользователя в системе, для того чтобы посмотреть переменные текущей оболочки  надо воспользоваться командой set.  Возможно удобнее пользоваться понятиями локальной и глобальной среды: переменные текущего интерпретатора  - локальные переменные, environment variable - глобальные переменные, что будет более конкретнее понятия "переменные среды", ниже к сожалению это не везде соблюдается.

Понятие о переменных интерпретатора shell и окружении

Переменные позволяют выполнить настройку среды. Они содержат информацию, которая применяется определенным пользователем. Благодаря этому система получает более подробные сведения о пользователях. Кроме того, переменные используются для хранения констант. Рассмотрим, например, переменную под именем EDITOR. Существует довольно много текстовых редакторов, но как выбрать наиболее подходящий ?, путем присваивания значения  нужного редактора переменной EDITOR, и тогда именно этот редактор будет применяться, когда используется программа cron или другие приложения. Система обращается к значению переменной editor и применяет указанный редактор как заданный по умолчанию (помня разницу между переменными оболочки и переменными окружения).

А вот так объясняется понятие "окружения"  в масштабном эпосе про Гуревича и Мефодия (полная версия которого Здесь ):  "Необходимость в "окружении" обусловлена вот какой задачей. Акт передачи данных от родительского процесса дочернему, и, что еще важнее, системе, должен обладать свойством "атомарности". Если использовать для этой цели файл (например, конфигурационный файл запускаемой программы), всегда сохраняется вероятность, что за время между изменением файла и последующим чтением запущенной программой кто-то - например, другой процесс того же пользователя - снова изменит этот файл). Хорошо бы, чтобы изменение данных и их передача выполнялись одной операцией. Например, завести для каждого процесса такой "файл", содержимое которого, во-первых, мог бы изменить только этот процесс, и, во-вторых, оно автоматически копировалось бы в аналогичный "файл" дочернего процесса при его порождении. Эти свойства и реализованы в понятии "окружение". Каждый запускаемый процесс система снабжает неким информационным пространством, которое этот процесс вправе изменять как ему заблагорассудится. Правила пользования этим пространством просты: в нем можно задавать именованные хранилища данных ( переменные окружения), в которые записывать какую угодно информацию (присваивать значение переменной окружения), а впоследствии эту информацию считывать (подставлять значение переменной), дочерний процесс - точная копия родительского, поэтому его окружение - также точная копия родительского. Если про дочерний процесс известно, что он использует значения некоторых переменных из числа передаваемых ему с окружением, родительский может заранее указать, каким из копируемых в окружении переменных нужно изменить значение. При этом, с одной стороны, никто (кроме системы, конечно) не сможет вмешаться в процесс передачи данных, а с другой стороны, одна и та же утилита может быть использована одним и тем же способом, но в измененном окружении - выдавать различные результаты". 

И похоже все это очень доходчиво, можно добавить, что понимая UNIX как логически стройную систему и опираясь на две фундаментальные абстракции ее слагающие, это понятие файла и процесса (а кто то добавит еще и pipe), пытливый пользователь всегда будет иметь представление о происходящем.

Локальные переменные

Переменные интерпретатора shell (переменные текущей оболочки, что важно) могут использоваться сценариями в период функционирования интерпретатора shell, то есть носят локальный характер для данного процесса. После завершения выполнения интерпретатора (процесса, поскольку оболочка ни что иное как процесс) действие этих переменных прекращается и это то что определяет понятие "локальные переменные" если запускается на выполнение другой процесс или происходит выход из среды интерпретатора команд, текущее значение локальной переменной не сохраняется.. 

Например, локальная переменная <имя_файла> может иметь значение< loops.doc>. Это значение важно для пользователя только во время выполнения текущего интерпретатора команд. Переменные этого типа недоступны для других интерпретаторов shell или процессов, что имеет свои преимущества, придает необходимую гибкость "вычислительному процессу" как таковому. Чтобы просмотреть значения всех переменных интерпретатора, достаточно воспользоваться командой set имея понятие или помня про команду env которая отобразит значения переменнных среды, переменных проще говоря взятых из профильных файлов заданных стартовыми сценариями при загрузке системы и регистрации пользователя.

Присваивание значений переменных

https://ru.wikipedia.org/

http://citforum.ru/programming/shell/

http://www.bash-scripting.ru/abs/

http://vds-admin.ru/shell-scripting/peremennye-i-parametry --->> здесь

При присвоении значений локальным переменным используется следующий формат: имя_переменной=значение

Как писалось выше, разделение на имя и значение то есть разделение имени и содержания, позволяет использовать имя независимо от  информации, которую оно представляет. почему и важно понимать разницу между именем переменной и значением этой переменной, и не забывать о ней. Например: 

variable   — это символическое имя переменной (интерфейс переменной) в то время как 

$variable — это уже ссылка на значение переменной (на область памяти, содержащую значение переменной с именем variable), по средствам ссылок переменные и вызываются. 

**** Имена переменных, без префикса $, могут использоваться в процессе объявления переменной, то есть когда переменной присваивается определенное значение, при удалении значения переменной, при экспорте и в случаях  когда переменная является названием сигнала. Надо запомнить, что с обеих сторон знака "=" либо есть, либо нет пробелов в зависимости от оболочки. Если значение содержит пробел, заключите все в двойные кавычки. Для переменных интерпретатора shell можно использовать как строчные, так и прописные буквы. 

Проверка на наличие значения переменной (подстановка)

Допустим, что нужно проверить, была ли установлена либо инициализирована переменная. Если это не так, можно туг же воспользоваться другим значением. Формат используемой в этом случае команды будет следующий: {переменная:-значение}

Если переменная установлена, она применяется. Если переменная не установлена, вместо нее используется значение ${переменная:-значение}, например:

$ COLOR=blue

$ echo "Sky is ${COLOR:-gray} today"

Sky is blue today

$

Переменная COLOR имеет значение blue. Когда команда echo выводит на экран значение переменной COLOUR, выполняется проверка, была ли установлена переменная ранее. Если переменная установлена, используется установленное значение, если нет {переменная:-значение}. Выполним сброс значения переменной и рассмотрим результат:

$ COLOR=blue

$ unset COLOR

$ echo "Sky is ${COLOR:-gray} today"

Sky is gray today

$

В приведенном примере переменной не присваивается действительное значение; для присваивания значения следует применить формат: {переменная:=значение}

Рассмотрим более полезный пример, в котором содержится запрос о времени создания платежной ведомости (payroll), и регулярности. Если в обоих случаях при указании времени и типа нажать клавишу [Enter], то значения этих переменных не будут установлены пользователем. В этом случае применяются новые значения, заданные по умолчанию (03:00 и Weekly). Затем значения передаются команде at, что свидетельствует о переносе выполнения задания на более ранний срок.:

$ echo ${RUN_TYPE:=Weekly}

Weekly

echo ${TIME:=03:00}

03:00

$ 

$ pg vartest

#!/bin/sh

# vartest

echo "what time do you wish to start the payroll [03:00]:"

read TIME

echo "process to start at ${TIME:=03:00} OK"

echo "is it a monthly or weekly run [Weekly]:"

read RUN_TYPE

echo "Run type is ${RUN_TYPE:=Weekly}"

at -f $RUN_TYPE $TIME # -f Читать задание из файла, а не из стандартного ввода

$

Так будет выглядеть результат, если вы запускаете его, нажимая Enter в обоих полях

$ sh vartest

what time do you wish to start the payroll [03:00]:

##########ENTER#############

process to start at 03:00 OK

is it a monthly or weekly run [Weekly]:

##########ENTER#############

Run type is Weekly

warning: commands will be executed using /bin/sh

job 13 at Sun Aug 2 03:00:00 2015

$ 

PS: следует учесть, что используемая в скрипте утилита  at - позволяющая планировать выполнение команд в определенное время (задания, созданные с помощью at, выполняются только один раз), может быть установлена, а может и нет (в зависимости от дистрибютива):

$ which at

$ type at

bash: type: at: not found

$ 

При желании можно установить но по скольку из современных дистрибютивов, по соображениям безопасность(видимо) она повсюду вырезана, то будут не большие проблемы в ее совместимости с crontab и systemd: (https://stackoverflow.com/at-command-is-not-executed)

$ sudo apt install at

$ type at

at is /usr/bin/at

$  

Можно также проверить, установлено ли значение переменной, и затем выйти из системы, получив сообщение об ошибке. В следующем примере проверяется, установлен ли параметр для файла переменной длины.

$ echo "The file is ${FILES:?}"

bash: FILES: параметр null или не установлен

$

Для инициализации переменной значением пустой строки, запись будет такой: переменная=""

$ RUN_TYPE=""

$ echo $RUN_TYPE

$ 

Чтобы проверить, содержит ли переменная значение, (а если нет вывести пустую строку) примените следующую команду: {переменная:+значение} {переменная:+""}

$ echo ${ZZZ:+""}

$ 

Переменные ¨только для чтения¨

Если переменной присваивается значение, то может потребоваться, чтобы это значение не изменялось. Для этого достаточно сделать переменную доступной только для чтения. Если пользователь попытается изменить значение, появится сообщение об ошибке, в котором указывается, что данная переменная предназначена только для чтения. В этом случае применяется следующий формат: readonly имя_переменной

$ Start="~/.bin/start.sh"

$ echo $Start

~/.bin/start.sh

$ readonly Start

$ Start="~"

bash: Start: доступная только на чтение переменная

$

Чтобы просмотреть все переменные, которые доступны только для чтения, примените команду readonly.

$ readonly

declare -r 

declare -ir BASHPID

declare -r BASH_COMPLETION_COMPAT_DIR="/etc/bash_completion.d"

declare -ar BASH_VERSINFO='([0]="4" [1]="3" [2]="11" [3]="1" [4]="release" [5]="x86_64-pc-linux-gnu")'

declare -r Start="~/.bin/start.sh"

declare -ir UID="1000"

$ 

Переменные среды

Переменные среды доступны для всех пользовательских процессов (дочерние процессы). Пользователь используя интерпретатор инициирует  процесс, который именуется родительским. Другие процессы, вызываемые из того же интерпретатора, называются дочерними. Переменные, определенные в дочернем процессе, ведут себя как "локальные переменные". Переменные интерпретатора  доступны только при выполнении текущего интерпретатора команд. Переменные среды доступны для всех дочерних процессов. 

Этими процессами могут быть редакторы, сценарии, приложения. Переменные среды можно устанавливать в командной строке. Однако эти значения не сохраняются после выхода из системы. Поэтому переменные среды инициализируют в пользовательском файле .profile; .bashrc (в зависимости от системы, интерпретатора и тд.)

Если вы внесли изменения в ".profile", то для переноса этих изменений в среду необходимо выполнить этот файл. Для этого можно выйти и заново войти в систему, а можно воспользоваться  командой "." source без выхода из системы, т.е.  $ . .profile - что обычно все и делают.

Администратор системы может установить некоторые переменные среды в системных файлах запуска: /etc/profile, etc/environment .... Поскольку переменные размещаются в профильных файлах, они инициализируются при регистрации в системе. Обычно при обозначении переменных среды используются прописные буквы. В Unix, переменные, созданные в среде родительского процесса не передаются автоматически дочернему. Чтобы переменная, созданная процессом A, была доступна запущенному им процессу B, необходимо перед запуском дочернего процесса B выполнить экспорт данной переменной с помощью команды export. Присваивание значений переменным среды проходит так же, как и в случае с переменными интерпретатора shell.

Пытаясь связать выше сказанное....:

Переменные среды (окружения) затрагивают командную оболочку в целом и влияют на порядок взаимодействия с пользователем.

В общем контексте, каждый процесс имеет свою среду исполнения (окружение), т.е. некоторый набор переменных, которые процесс может использовать во время своей работы. Системная оболочка так-же представляет из себя процесс, со всеми вытекающими последствиями, и понимая UNIX, как логически последовательную "конструкцию" определение "переменные среды и переменных итерпретатор - локальные переменные" в контексте процесса и его исполнения становится осмысленным и ясным.

При запуске командного интерпретатора, для него создаются переменные, соответствующие переменным среды (окружения) из ~/.profile и etc/environment либо из etc/profile, ~/bash_profile или ~/.bashrc  в зависимости от установленной системы. см. Системные файлы запуска. Любое изменение переменных окружения заставляет оболочку обновить свои переменные, и все дочерние процессы ( команды, запускаемые из системной оболочки) наследуют это окружение.

Пространство, выделяемое переменным окружения, ограничено. Создание слишком большого количества переменных окружения или одной переменной, которая занимает слишком большое пространство, может привести к возникновению определенных проблем.

• Команда env (environment)  позволит просмотреть все переменные среды, переменные доступные для всех дочерних процессов.

• Команда set покажет переменные текущей оболочки, локальные переменные, важная особенность в контексте сценария, по скольку можно задать переменные не влияющие на переменные других оболочек или процессов.

Экспорт переменных оболочки (команда export)

Переменная оболочки называется локальной, если она известна только той оболочке, которая ее создала. Если вы запустите новую оболочку, то переменные старой оболочки будут ей неизвестны. Если вы хотите, чтобы переменные старой оболочки были известны во вновь открываемых (дочерних) оболочках, экспортируйте переменные, сделав их "глобальными". Сделать локальные переменные глобальными можно с помощью команды export, или экспортируйте(пропишите) их в свой файл .profile или ~/.bashrc  в зависимости от установленной системы, и они будут считаны при запуске. Переменные можно экспортировать в дочерние, но не в родительские оболочки.

Что касается сценариев:

Переменная сценария – это величина, хранящая свое значение на всем протяжении выполнения сценария, поскольку сценарий "асоциирован" с процессом или группой.

Если сценарий меняет переменные окружения, они должны быть экспортированы, т.е передаться окружению, локальному по отношению к сценарию, с помощью команды export.

Любой сценарий может экспортировать переменные только дочернему, по отношению к себе, процессу, т.е. командам и процессам запускаемым из данного сценария. Дочерний процесс не может экспортировать переменные родительскому процессу. Запуск сценария приводит к запуску дочернего командного интерпретатора. Который выполняет интерпретацию и исполнение списка команд, содержащихся в файле сценария, точно так же, как если бы они были введены из командной строки. Любой сценарий запускается как дочерний процесс родительской командной оболочки, той самой, которая выводит перед вами строку приглашения к вводу на консоли или в окне xterm.

Встроенные переменные интерпретатора shell

Интерпретатор Bourne shell располагает именами, которые зарезервированы для переменных среды. Эти названия переменных нельзя использовать иначе. Обычно они содержатся в файле /etc/profile. Однако так бывает не всегда, поэтому пользователь может самостоятельно устанавливать значения этих переменных. Ниже приводится перечень переменных, встроенных в интерпретатор shell.

Применение команды set

При установке переменных команда в bash: set FOO=foo делает то же самое, что и FOO=foo.

Eсть несколько опций которые не могут быть экспортированы при помощи export , и поэтому они должны быть заданы в ~/.bashrc и в вашем профиле последовательно. Эти опции настраиваются при помощи встроенной команды set:

Экспорт переменных среды можно задать при установке этих переменных в файле $HOME .profile.: команда set с параметром ¨-а¨ в виде ¨set -а¨. Эго означает, что выполняется экспорт всех переменных. Не применяйте этот метод при работе с файлом /etc/profile. Данный метод применим только при работе с файлом $HOME .profile.

Команда set без аргументов показывает переменные текущей оболочки и их значения как и команда declare.

env -- покажет переменные окружения, глобальные переменные.

PS: Подстановка переменных в строку адреса

Например:

$  /$$

$  /home/$USER

И на первый взгляд все это .....не имеет смысла, но только на первый

$ echo /home/$USER

/home/user

$ printf /home/$USER

/home/user$ 

$ echo ls -lah /proc/$$/fd/ 

ls -lah /proc/19410/fd/

.....тоже самое с подстановкой в массивы

В общем и целом так:

При анализе команды оболочка разделяет строку ввода и выполняет подстановку псевдонимов. Затем, перед запуском команды, выполняется подстановка переменных. Подстановка выполняется при обнаружении в строке символа $. Однако если за этим символом следует пробел, знак табуляции или символ новой строки, то подстановка не выполняется. Если перед знаком $ стоит символ \, то подстановка также отменяется, за исключением следующих двух случаев:

 — Команда заключена в двойные кавычки (" "). В этом случае оболочка всегда выполняет подстановку.

 — Команда заключена в одинарные кавычки (' '). В этом случае оболочка никогда не выполняет подстановку. Подстановка команд выполняется в строках, заключенных в ' '.

https://www.ibm.com/docs/ru/shell-variable-substitution- 

Конкотенация строки

При конкатенации то есть объединении строки сдержащей переменные следует использовать фигурные скобки например:

$ echo ${USER}-on-${HOSTNAME}

user-on-cranchbang

$ con=${USER}-on-${HOSTNAME}

$ echo $con

user-on-cranchbang

$ echo "My PWD:${PWD}--My Shell: ${SHELL}---My Terminal:${TERM}"

My PWD:/home/user--My Shell: /bin/bash---My Terminal:xterm-256color

....это не единственный способ конкатенации, как и не единственный пример.ВВ

PS: В переменные можно запросто записывать команды, вопрос лишь зачем?

$ ccc="ls -l"

$ echo $ccc

ls -l

$ $ccc

total 21472

-rw-r--r-- 1  21846836 Dec 28  2019 4kvideodownloader_4.4.11-1_amd64.deb

-rw-r--r-- 1         0 Apr 21 13:30 ask

-rw-r--r-- 1 l      241 Dec 11 15:52 awk

drwxr-xr-x 2      4096 Sep 26  2023 backup

drwxr-xr-x 2      4096 Sep 26  2023 bin

..............................................................