Linux 环境变量指北（指南）

本文更多注重于整理 Linux 环境变量的加载机制，包括 Login Shell、Systemd、图形界面等场景下的环墫变量加载方式。
如果是第一次了解这些，需要读者自行先了解一些前置知识。

关键字：环境变量，environment variable，shell，bash，zsh，终端，systmed，ubuntu，archlinux

作为Linux用户一定遇到过这样的场景：在终端里配置好的环境变量，一打开图形界面就“神秘失踪”；或者在KDE下正常的程序，换到GNOME却死活读不到JAVA_HOME。这背后的原因，往往与环境变量的加载机制在不同场景下的差异有关。

Linux 系统启动流程

一、终端：Login Shell

Unix shell 是为 Unix 和类 Unix 系统提供传统用户界面的命令行解释器或 shell，通过执行用户输入的命令文本，或包含命令的文本脚本来指导计算机的运行。

兼容 Bourne Shell 的 Shell 有：Bash、Zsh 等。其他类型的 Shell 有：Fish、PowerShell、nushell 等。

环境变量提供了一种在多个程序和进程间共享配置的简单方式。 在 Windows 中，通过 GUI 的方式设置全局环境变量非常方便。 而在 Linux 中，通过 Login Shell 配置环境变量是一种常见的做法，虽然原始，但是功能更加强大。

知周所众，在 Shell 中，变量是通过 `KEY=VAL` 设置的，在 `=` 两边都不能有空格。 `export` 能够将在 Shell 中定义的普通变量导出成环境变量。如 `export EDITOR=vim`

在 linux 下，图形界面启动的终端通常是 Non-Login Shell（不通过 bash --login 启动），只会读取~/.bashrc（交互式配置），而不会触发对应Login Shell的初始化流程。 因此，了解 Login Shell 对于设置环境变量非常重要。

当你通过SSH登录服务器，或是在物理机上按下Ctrl+Alt+F5进入文本终端时，系统会启动一个 Login Shell。

Login Shell 是一种调用模式，在这种模式下，Shell 读取一次性初始化文件。 例如兼容 Bourne Shell 的 Shell 会读取系统范围的 /etc/profile、用户的 ~/.profile(sh)/.bash_profile(bash)/.zprofile(zsh) 或其他 dotfiles。 在登录时， /etc/profile 会读取 /etc/profile.d/ 中任何可读的 *.sh 文件：这些脚本不需要 shebang，也不需要具有可执行权限。它们用于设置环境并定义特定于应用程序的设置。

这些文件（dotfiles）将会设置初始环境，且会被所有从 Shell 启动的进程继承。 因此，其应当只在会话开始（登陆）时读取一次。 例如，在控制台或通过 SSH 登录、使用 --login 参数通过 sudo 或 su 切换用户、手动调用 Login Shell（例如，通过 bash --login）。

不同的发行版使用的 /bin/sh 可能不同，例如 Debian 系默认使用 dash，而 Arch 系默认使用 bash。 在 ~/.bash_profile、~/.zprofile 中引用 ~/.profile，并统一在 ~/.profile 中设置环境变量，可以保证在不同的情况（greetd、uwsm 只使用 sh）下都能生效。

Zsh 和 Bash 有一定的相似性，主要区别在于 Bash 将 Login shell 的启动文件与交互式（interactive）shell 分开。 正如 页面所解释的那样：

那么，为什么 .bashrc 是独立于 .bash_profile 的文件呢？ 这样做主要是由于历史原因，当时的机器与今天的工作站相比非常慢。 处理 .profile 或 .bash_profile 中的命令可能需要相当长的时间，尤其是在大量工作必须由外部命令完成的机器上。 因此，困难的初始设置命令（创建可以传递给子进程的环境变量）被置于.bash_profile。 未继承的临时设置和别名被放在 .bashrc 中，以便每个 subshell 都可以重新读取它们。

虽然说通常情况下交互式的（Interactive） Login Shell（bash -li）不怎么会被用到，但是在一些特殊情况下，比如通过 SSH 登录服务器，或者在 tty 中切换用户，或者是使用 macOS 系统，这种情况下就会用到 Interactive Login Shell。

标准的解决方法是始终在 .bash_profile 文件末尾包含类似于以下命令的内容：

[[ -f "${HOME}/.profile" ]] && . "${HOME}/.profile"
[[ -f "${HOME}/.bashrc" ]] && . "${HOME}/.bashrc"

zsh 下，无论是否是 Login Shell，都会加载交互式配置（~/.zshrc）。

Zsh 因其强大的功能和友好的交互体验，逐渐成为主流Shell，目前 Apple 将其作为 macOS 的默认Shell。 在 archlinux 中，/etc/zsh/zprofile 包含了 emulate sh -c 'source /etc/profile'，用于设置$PATH及其他环境变量，以及应用程序相关的设置（/etc/profile.d/*.sh）。 因此使用zsh作为Login Shell也会加载/etc/profile。

对于 macOS，约定是将每个新终端作为 Interactive Login Shell 启动。 macOS GUI 在登录时不运行 .profile，这显然是因为它有自己的加载全局设置的方法。 但这意味着 macOS 上的终端模拟器确实需要运行 .profile（通过告诉它启动的 shell 它是一个登录 shell），否则最终会得到一个不能使用的 shell。

不同shell的配置加载顺序（精简）详见 ：

通常情况下：

• 终端相关配置（如别名、提示符）放用户配置，如~/.bashrc; .zshrc
• 需要全局生效的变量（如JAVA_HOME）放~/.bash_profile; .zprofile 或者统一放在 ~/.profile
• ~/.profile 必须与 /bin/sh 兼容， 语法不支持。
• 如果在 ~/.profile 中设置环境变量，则 ~/.bash_profile 只需加载 .profile 和 .bashrc。
• 只使用 bash 时，同时拥有 ~/.profile 和 ~/.bash_profile 没有什么意义。 如果缺少后者，bash 将很乐意使用前者，并且任何特定于 bash 的行都可以通过检查 $BASH 或 $BASH_VERSION 来保护。
• 在图形桌面环境中启动终端，默认是非login终端，它将仅读取用户的非Login启动脚本。

二、Systemd 的配置方式

随着 Systemd 的普及，一套新的变量加载机制开始取代之前的机制。 具体来说，Systemd 取代了initd，成为系统的第一个进程（PID 等于 1），其他进程都是它的子进程。 Systemd 启动流程抛弃了 shell 脚本，它将系统对象及其依赖项统一为 systemd 单元。 当你登录时，幕后发生了两件关键事情：

1. PAM（认证模块）

优先读取/etc/environment和/etc/security/pam_env.conf（~/.pam_environment ）。

/etc/environment 通过定义KEY=VAL配置，适用于所有用户和会话

# /etc/environment
LANG=en_US.UTF-8
PATH="/usr/local/sbin:/usr/local/bin:/usr/sbin:/usr/bin"

/etc/security/pam_env.conf 同时也支持 VARIABLE [DEFAULT=value] [OVERRIDE=value] 的写法

# /etc/security/pam_env.conf

LANG              DEFAULT=en_US.UTF-8

# 特殊变量 @{HOME}, @{SHELL}，默认值为当前用户的家