عندما يتعامل المستخدم مع مخدم بعيد عنه باستخدام جلسة الصدفة Shell فإن هذا الصدفة يجمع الكثير من المعلومات التي تحدد سلوك الخادم وطريقة النفاذ إلى الموارد. تكون بعض هذه الإعدادات محتواة ضمن الإعدادات وبعضها محتوى ضمن مدخلات المستخدم.
يستخدم الصدفة مساحة مخصصة ينشئها عندما يتم تأسيس الجلسة مع الخادم حيث تحتوي هذه البيئة متغيرات تحدد خصائص النظام.
نستعرض في المقال كيفية التعامل مع البيئة وقراءة وإعداد المتغيرات الخاصة بالبيئة والمتغيرات الخاصة بالصدفة بشكل مباشر وعن طريق ملفات الإعداد الدائمة.
كيف تعمل البيئة ومتغيراتها
يتم إنشاء عملية Process في كل مرة يتم فيها إنشاء جلسة صدفة جديدة، تعمل هذه العملية على جمع المعلومات التي يجب توفرها لعملية الصدفة والعمليات التي تتولد عنها. يتم الحصول على هذه المعلومات المتعلقة بالإعدادات من مجموعة متنوعة من الملفات وإعدادات النظام. توفر البيئة وسطًا تستطيع عملية الصدفة استخدامه لقراءة أو ضبط الإعدادات وتمرير هذه القيم إلى العمليات الناتجة عنها أيضًا.
يتم صياغة البيئة على هيئة سلاسل نصية تمثل أزواجًا من القيم -مفتاح Key-values. ففي حال تمرير عدة قيم فيتم الفصل بينها بواسطة رمز النقطتين (:) حيث يبدو شكل كل زوج كما يلي:
KEY=value1:value2:...
يتم استخدام علامة التنصيص المزودجة في حال وجود فراغات ضمن القيمة كما في الشكل التالي:
KEY="value with spaces"
تمثل المفاتيح في هذه الحالة متغيرات والتي يمكن أن يكون لها أحد نوعين وهي إما متغيرات خاصة بالبيئة أو متغيرات خاصة بالصدفة.
تعرّف متغيرات البيئة Environment Variables على أنها متغيرات يتم تعريفها من أجل جلسة الصدفة الحالية كما يتم توريثها إلى أية عمليات أو جلسات صدفة مرتبطة بالصدفة الأم. تستخدم متغيرات البيئة لتمرير المعلومات إلى العمليات التي يتم إنشاؤها من الصدفة الذي قام بإنشاء المتغير. أما متغيرات الصدفة Shell Variables فهي متغيرات محتواة بشكل حصري ضمن الصدفة الذي تم تعريفها ضمنه وتستخدم عادة لتعقب بعض المعطيات التجريبية مثل طباعة مسار العمل الحالي. نميز اصطلاحًا بين هذين النوعين أن متغيرات الجلسة تكون مكتوبة بأحرف كبيرة وذلك لتمييزها عن متغيرات البيئة التي تكتب بحروف صغيرة.
طباعة متغيرات الصدفة والبيئة
ترتبط كل جلسة صدفة بمتغيرات البيئة والصدفة المرتبطة بها. يمكن النفاذ إلى هذه المتغيرات بعدة طرق. نستعرض متغيرات البيئة المتاحة بتنفيذ الأمر env أو printenv وفي حال عدم إجراء أية تعديلات على طريقة العمل فالأمرين السابقين يعملان دون اختلاف.
printenv
يظهر عندها خرج مشابه لما يلي مع الأخذ بعين الاعتبار أن عدد المتغيرات يختلف من جهاز لآخر:
SHELL=/bin/bash TERM=xterm USER=demouser LS_COLORS=rs=0:di=01;34:ln=01;36:mh=00:pi=40;33:so=01;35:do=01;35:bd=40;33;01:cd=40;33;01:or=40;31;01:su=37;41:sg=30;43:ca:... MAIL=/var/mail/demouser PATH=/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/local/games:/usr/games PWD=/home/demouser LANG=en_US.UTF-8 SHLVL=1 HOME=/home/demouser LOGNAME=demouser LESSOPEN=| /usr/bin/lesspipe %s LESSCLOSE=/usr/bin/lesspipe %s %s _=/usr/bin/printenv
لا يوجد اختلاف أي من الأمرين السابقين يتم تنفيذه فيجب أن يبقى الخرج ذاته بالحالتين أما عن الاختلاف بين الأمرين فيظهر عند تخصيص الأمر printenv إذ يمكن أن يطبع المسارات الخاصة بالمتغيرات مثلا بتنفيذ الأمر التالي:
printenv PATH
فيظهر عندها خرج مشابه لما يلي:
/usr/local/bin:/usr/bin:/bin:/usr/local/games:/usr/games
بينما يسمح الأمر env بتعديل البيئة التي تستخدمها البرامج عبر تمرير مجموعة من المتغيرات بالشكل التالي:
env VAR1="value" command_to_run command_options
ترث العمليات الناشئة متغيرات البيئة من العملية الأب مما يسمح بإعادة تحميل بعض القيم أو إضافة متغيرات لبيئة العملية الابن. نستعرض المتغيرات الخاصة بالصدفة باستخدام الأمر set ولكن تجدر الإشارة إلى أنه في حال تنفيذ هذا الأمر بدون أية إضافات فيتم عرض قائمة بجميع متغيرات الصدفة والبيئة وحتى المتغيرات المحلية والتوابع الخاصة بالصدفة ويتم ذلك بتنفيذ الأمر:
set
يظهر خرج مشابه لما يلي:
BASH=/bin/bash BASHOPTS=checkwinsize:cmdhist:expand_aliases:extglob:extquote:force_fignore:histappend:interactive_comments:login_shell:progcomp:promptvars:sourcepath BASH_ALIASES=() BASH_ARGC=() BASH_ARGV=() BASH_CMDS=() . . .
نظرًا لأن هذه القائمة تكون كبيرة فمن الأفضل تقليل عدد الأسطر البرمجية التي سيتم عرضها ويتم ذلك بتنفيذ الأمر التالي:
set | less
تبقى كمية المعلومات كبيرة وبعضها ليس مفيدًا مثل بعض التوابع لهذا يمكن تنظيف هذا الخرج بتوجيه الأمر set ليعمل ضمن نمط POSIX بحيث لن تطبع توابع الصدفة ويتم ذلك بتنفيذ الأمر التالي:
(set -o posix; set)
تظهر قائمة بمتغيرات البيئة والصدفة التي تم تعريفها بشكل مسبق، يمكن تنفيذ مقارنة بين خرج الأمر env و printenv لمحاولة استخلاص متغيرات الصدفة فقط ولكن ذلك لن يكون عمليًا نظرًا لتعدد الطرق التي يعرض فيها كل من الأوامر السابقة نتائجه، تتم عملية المقارنة بتنفيذ الأمر التالي:
comm -23 <(set -o posix; set | sort) <(env | sort)
يمكن أن يظهر في الخرج بعض متغيرات البيئة نظرًا لأنّ الأمر set يضيف قيم محاطة بإشارات تنصيص بينما لا يستخدم الأمران envو printenv هذه الطريقة مما قد يسبب بعض الاختلافات ولكن يعطي ذلك المستخدم فكرة جيدة عن المتغيرات المستخدمة ضمن البيئة. يعد الاستخدام الأهم لهذه المتغيرات أنها تسمح بإتاحة قيم دائمة تستخدم بين العمليات دون الحاجة إلى كتابتها ضمن ملفات.
متغيرات الصدفة والبيئة الشائعة
توجد مجموعة كبيرة من متغيرات البيئة والصدفة التي يتم استخدامها بشكل متكرر من قبل المستخدمين، نذكر منها:
-
المتغير
SHELL: يصف هذا المتغير الصدفة الذي سيقوم بتفسير الأوامر التي يدخلها المستخدم وتمريرها لنواة نظام التشغيل، يشير المتغير إلى الصدفة bash بشكل افتراضي ولكن يمكن تغيير هذه القيمة إذا اقتضت الحاجة ذلك. -
المتغير
TERM: يحدد هذا المتغير نوع موجه الأوامر الذي سيستخدم عند تنفيذ أمر ما عن طريق الصدفة، تختلف هذه الأنواع تبعًا لمتطلبات التشغيل ولا يتم تغيير قيمة هذا المتغير عادة. -
المتغير
USER: يحدد المستخدم الحالي الذي سجل دخول إلى نظام التشغيل. -
المتغير
PWD: يحدد مسار العمل الحالي. -
المتغير
OLDPWD: يحدد مسار العمل السابق، ويتم استخدام هذا المتغير لإمكانية العودة إلى المسار السابق باستخدام الأمرcd -. *المتغيرLS_COLORS:يحدد نمط الألوان المستخدم والذي تتم إضافته -بشكل خياري- إلى خرج الأمرlsبيحث يتم التمييز بين أنواع الملفات عن طريق اللون مما يسهل العمل على المستخدم بشكل كبير. -
المتغير
MAIL: يحدد المسار إلى صندوق البريد الخاص بالمستخدم. -
المتغير
PATH: يتضمن هذا المتغير قائمة المجلدات التي سيفحصها نظام التشغيل بالترتيب للبحث عن الملفات التنفيذية الخاصة بالأوامر التي يدخلها المستخدم. -
المتغير
LANG: يشير هذا المتغير إلى اللغة الحالية والخيارات المحلية إضافة إلى نوع ترميز المحارف المستخدم. -
المتغير
HOME: تشير إلى مسار المجلد الافتراضي الخاص بالمستخدم الحالي. -
المتغير
_: يشير إلى أحدث أمر قد تم تنفيذه. بالإضافة إلى متغيرات الصدفة التالية التي يصادفها معظم المستخدمون في أعمالهم: -
المتغير
BASHOPTS: يتضمن قائمة بالخيارات المستخدمة عندما تنفيذ الأمر الخاص بالصدفة Bash ويفيد ذلك في التأكد من أنّ بيئة الصدفة ستعمل وفق ما هو متوقع أم لا. -
المتغير
BASH_VERSION: يشير إلى رقم الإصدار الخاص بالصدفة Bash بشكل مقروء بالنسبة للمستخدم. -
المتغير
BASHVERSINFO: يشير إلى رقم الإصدار الخاص بالصدفة Bash بشكل خاص بالآلة. -
المتغير
COLUMNS: يشير إلى عدد الأعمدة الذي يمكن استخدامه لعرض خرج الأوامر بما يناسب الشاشة. -
المتغير
DIRSTACK: يتضمن قائمة بالمجلدات المخصصة للمكدسات stacks والتي يتم استخدامها مع أوامرpushdوpopd. -
المتغير
HISTFILESIZE: يشير إلى عدد الأوامر السابقة التي يتم حفظها ضمن الملف الخاص بحفظ الأوامر السابقة. -
المتغير
HOSTNAME: يتضمن اسم المضيف الخاص بالحاسب المستخدم. -
المتغير
IFS: يشير هذا المتغير إلى الفاصل المستخدم بين الكلمات التي يدخلها المستخدم وهي فراغ space بشكل افتراضي. -
المتغير
PS1: يحدد هذا المتغير المؤشر الخاص بموجه الأوامر الرئيسي فنلاحظ بشكل افتراضي أنه يطبع اسم المستخدم الحالي واسم الحاسب بشكل افتراضي إلا أنه يمكن تخصيص هذه الطباعة بتعديل قيمة هذا المتغير، بينما يشير المتغيرPS2إلى تعريف المؤشرات الثانوية عندما يمتد الأمر لأكثر من سطر واحد. -
المتغير
SHELLOPTS: يشير إلى خيارات الصدفة التي يمكن إعدادها باستخدام الأمرset. -
المتغير
UID: يشير إلى رقم التعريف الخاص بالمستخدم UID الخاص بالمستخدم الحالي.
إعداد متغيرات البيئة والصدفة
تبين الفقرات التالية خطوات إنشاء النوعين السابقين من المتغيرات ويفيد ذلك في التمييز بين هذين النوعين:
إنشاء متغيرات الصدفة
يمكن تعريف متغير الصدفة للجلسة الحالية بسهولة عبر كتابة اسم المتغير والقيمة التي يتم إسنادها له، يتم ذلك بتنفيذ الأمر التالي:
TEST_VAR='Hello World~'
نلاحظ استخدام علامة التنصيص بسبب وجود فراغ ضمن قيمة المتغير أما سبب استخدام علامة التنصيص المفردة بدلًا عن المزدوجة كما وضحنا في الفقرة السابقة هو وجود إشارة التعجب والتي تعد محرفًا خاصًا ويستدعي استخدام علامة التنصيص الإفرادية معه أو استخدام محرف الهروب (/) وإلا فإنه سيتم تنفيذ الأمر الخاص بالمحرف المميز وهو في حالة إشارة التعجب استدعاء أمر تم تنفيذه مسبقًا من قائمة الأوامر.
أصبح هذا المتغير متاحًا ضمن الجلسة الحالية ولكنه لن يمرر إلى الجلسات التي تنتج عنها، نستعرض هذا المتغير بتنفيذ الأمر:
set | grep TEST_VAR
يظهر عندها الخرج التالي:
TEST_VAR='Hello World!'
نتحقق من أنّ هذا المتغير ليس من ضمن متغيرات البيئة بتنفيذ الأمر التالي:
printenv | grep TEST_VAR
لن تظهر قيمة المتغير في هذه الحالة، نستعرض قيمة المتغير بتنفيذ الأمر echo كما في الشكل:
echo $TEST_VAR
يظهر عندها الخرج التالي:
Hello World!
يدرك الصدفة بمجرد وجود رمز $ أن النص التالي يمثل اسم متغير وليس قيمة ثابتة ليقوم بطباعتها كما هي، لنتحقق أنّ هذا المتغير لن يمرر إلى العمليات الناتجة من العملية التي قامت بإنشائه ونبدأ ذلك بإنشاء جلسة صدفة جديدة باستخدام الأمر bash كما يلي"
bash echo $TEST_VAR
لن تظهر قيمة المتغير في هذه الحالة، نغادر الجلسة الجديدة بتنفيذ الأمر exit الذي يعيدنا إلى جلستنا الأصلية:
exit
إنشاء متغيرات البيئة
نستطيع تحويل متغير الصدفة إلى متغير بيئة عبر تنفيذ ما يعرف بالتصدير export وذلك بتنفيذ الأمر:
export TEST_VAR
يصبح عندها هذا المتغير خاصًا بالبيئة ونتحقق من ذلك بتنفيذ الأمر التالي:
printenv | grep TEST_VAR
ليظهر عندها الخرج التالي:
TEST_VAR=Hello World!
نعيد التجربة السابقة ونتأكد من تمرير المتغير إلى الجلسات الناتجة عن هذه الجلسة بتنفيذ الأوامر التالية:
bash echo $TEST_VAR
يظهر عندها الخرج التالي:
Hello World!
أي أنّ العملية الابن استطاعت الحصول على قيمة المتغير. نتأكد أيضًا من قدرتها على إنشاء متغيرات البيئة بتنفيذ الأمر:
export NEW_VAR="Testing export"
نتحقق من قيمة المتغير بتنفيذ الأمر:
printenv | grep NEW_VAR
ليظهر الخرج التالي:
NEW_VAR=Testing export
نعود إلى جلسة الصدفة الأصلية بتنفيذ الأمر التالي:
exit
ونتحقق من قيمة المتغير الذي تم إنشاؤه بتنفيذ الأمر:
echo $NEW_VAR
لن يظهر شيء على خرج الشاشة. يعود سبب ذلك إلى أنّ متغيرات البيئة يتم تمريرها من العملية الأب تمرر إلى العملية الابن فقط وليس بالعكس ويعد ذلك مفيدًا في منع البرامج من التأثير على بيئة التشغيل الأساسية التي تحويهم. بعد أن تم الخروج من صدفة الابن تم هدم البيئة وبالتالي إزالة المتغير ولهذا لم تظهر قيمته.
إزالة وتخفيض مستوى المتغيرات
يمكن للمستخدم إعادة متغير البيئة ليصبح متغير صدفة عبر عملية تعرف باسم تخفيض المستوى demote والتي تُنفّذ بالشكل التالي:
export -n TEST_VAR
ننفذ الأمر التالي للتحقق بأن هذا المتغير لم يعد خاصًا بالبيئة:
printenv | grep TEST_VAR
ولكن يجب أن يظهر ضمن قائمة متغيرات الصدفة ونتحقق من ذلك بتنفيذ الأمر:
set | grep TEST_VAR
ليظهر عندها الخرج التالي:
TEST_VAR='Hello World!'
نستطيع إزالة المتغير سواء كان متغير بيئة أم متغير صدفة باستخدام الأمر unset بالشكل التالي:
unset TEST_VAR
ونتأكد من أنّ المتغير لم يعد موجودًا بتنفيذ الأمر التالي:
echo $TEST_VAR
لن يظهر أي خرج على الشاشة لأن المتغير تمت إزالته.
إعداد متغيرات البيئة عند تسجيل الدخول
تستخدم العديد من البرامج متغيرات البيئة لتحدد بعض خصائص عملها، وبما أنّ بعض القيم مهمة فلا داعي إلى إعدادها في كل مرة يتم فيها تأسيس جلسة عمل كما أنّ بعض قيم هذه المتغيرات ترتبط بالمستخدم والذي يتم تحديده بعد تسجيل الدخول.
الاختلاف بين جلسات الصدفة التفاعلية وغير التفاعلية وذات تسجيل الدخول وبدون تسجيل الدخول
يقرأ صدفة bash العديد من ملفات الإعداد المتعلّقة ببدء الجلسة، ومن أهم الاختلافات بين الجلسات أن عملية إنشاء الصدفة تمت بتسجيل دخول login أو بدون تسجيل دخول non-login. تبدأ جلسة الصدفة مع تسجيل الدخول بمصادقة المستخدم user authentication كما يتم عند تسجيل الدخول إلى مخدم باستخدام بروتوكول الاتصال الآمن SSH حيث يتم طلب اسم المستخدم وكلمة المرور أما إذا أنشأ المستخدم جلسة صدفة جديدة باستخدام الأمر bash كما تم في المثال السابق فإنه في هذه الحالة أنشأ جلسة صدفة دون تسجيل دخول حيث لن يُسأل المستخدم عن اسم المستخدم وكلمة المرور.
يتم التمييز أيضًا بين الجلسات فيما إذا كانت تفاعلية Interactive أو غير تفاعلية Non-Interactive حيث أنّ الجلسة التفاعلية تتصل بموجه أوامر محدد أما جلسة الصدفة غير التفاعلية فلا تحقق ذلك. إذا تصنف كل جلسة صدفة بأنها تفاعلية أم لا وأنها تمت بتسجيل دخول أم بدونه.
تعد جلسة الصدفة التي تبدأ عند استخدام بروتوكول SSH مثالًا على جلسة الصدفة التفاعلية التي تتم بتسجيل دخول بينما يعد تشغيل نص برمجي ما عن طريق موجه الأوامر مثالًا على جلسة صدفة غير تفاعلية بدون تسجيل دخول علمًا أن جلسة موجه الأوامر يمكن أن تكون مزيجًا من الخصائص السابقة.
يتم في حالة جلسة الصدفة التي تتطلب تسجيل دخول قراءة الإعدادات والتفاصيل من الملف /etc/profile ومن ثم تبحث عن أول ملف خاص بالصدفة ضمن المجلد الأساسي الخاص بالمستخدم للحصول على أية إعدادات إضافية خاصة بالمستخدم حيث تقرأ الملف الموجود في المسار~/.bash_profile أو ضمن المسار ~/.bash_login أو ضمن المسار ~/.profile وفي حال لم تعثر على ملف فلن تبحث في أية مجلدات أخرى.
أما في حالة جلسة الصدفة التي تتم دون تسجيل دخول فتتم قراءة الملف /etc/bash.bashrc ومن ثم قراءة الملف ~/.bashrc الخاص بالمستخدم لبناء البيئة. أما الصدفة غير التفاعلي فيقرأ متغير البيئة BASH_ENV الذي يحوي مسار إلى ملف إعدادات والذي يستخدمه من أجل تعريف البيئة الجديدة.
صياغة متغيرات البيئة
يتيح عدد الملفات الكبير المتعلق بمكان تعريف متغيرات البيئة المرونة في العمل حيث يمكن ضبط بعض الإعدادات لحالات معينة عند تسجيل الدخول مثلًا وعدم إتاحتها في حال عدم تسجيل الدخول ولكن عمليًا تظهر الحاجة إلى تعريف بعض المتغيرات التي تكون مشتركة ضمن جميع أنواع الصدفة المتاحة.
يتيح نظام التشغيل لينكس هذا الخيار، فعندما يحتاج المستخدم إلى تعريف متغيرات بيئة خاصة بالمستخدم بحيث تكون متاحة سواء سجل المستخدم الدخول أم لا فيمكن استخدام الملف ~/.bashrc والذي يمكن تعديله باستخدام محرر النصوص المتاح كما يلي:
nano ~/.bashrc
يتضمن هذا الملف عددًا كبيرًا من المتغيرات ومعظمها يكون متعلقًا بإعدادات الصدفة bash والتي ليست متعلقة فعليًا بمتغيرات البيئة. يمكن إعداد المتغيرات كما تم إعدادها بموجه الأوامر بالشكل التالي:
export VARNAME=value
يمكن إضافة أي متغير بيئة ضمن أي سطر في الملف ~/.bashrc بشرط عدم دمجه بمتغير آخر أو كتابته ضمن حلقة تكرار موجودة مسبقًا.نحفظ الملف ونغلقه وعند بدء جلسة صدفة جديدة يتم التصريح عن متغير البيئة الجديد وقراءته وتمريره لبيئة الصدفة أما إذا رغب المستخدم بإجبار الجلسة الحالية على قراءة هذا الملف فيتم ذلك بتنفيذ الأمر التالي:
source ~/.bashrc
يمكن عند الحاجة لاستخدام متغيرات يمكن استخدامها ضمن نظام التشغيل كاملًا إضافتها إلى الملف /etc/profile أو /etc/bash.bashrc أو /etc/environment.
الخاتمة
توجد متغيرات الصدفة والبيئة دومًا ضمن جلسات الصدفة حيث تعد هذه المتغيرات ذات فائدة كبيرة بالنسبة للمستخدمين. يعد الاستخدام الأساسي لهذه المتغيرات أن تتحكم العملية الأب بكامل تفاصيل العمليات الأبناء لها سواء تم ذلك عن طريق الملفات أو بدونها. توجد العديد من الحالات التي يعد استخدام متغيرات البيئة ضروريًا فعلى سبيل المثال، تعتمد بعض آليات نشر وتوزيع التطبيقات على متغيرات البيئة لإعداد المصادقة authentication والاحتفاظ ببعض المعلومات الهامة حيث لا يمكن الاحتفاظ بهذه المعلومات ضمن ملفات نظرًا لحساسيتها حيث أنها قد تصبح قابلة للقراءة من قبل جهات غير مخولة بالاطلاع على المحتوى.
ترجمة وبتصرف للمقال How To Read and Set Environmental and Shell Variables on Linux لصاحبه Justin Ellingwood.
أفضل التعليقات
لا توجد أية تعليقات بعد
انضم إلى النقاش
يمكنك أن تنشر الآن وتسجل لاحقًا. إذا كان لديك حساب، فسجل الدخول الآن لتنشر باسم حسابك.