目录
- 一、背景
- 问题现象
- 二、实验
- 三、解释
- 实验表达了什么?
- G++下的getenv为什么获得不了环境变量?
- _putenv()小插曲
- 四、启发
- 总结
一、背景
在工作中,所做的项目需要涉及两个不同语言( P/Invoke)的信息传递。最后选定了一种环境变量的传递方式,但这也遇到了getenv
带来的大坑!
问题现象
我们在C#的exe主流程中通过DllImport,对环境变量进行了设置。随后我通过DllImport
来引入C++的函数定义到托管函数内存中,然后我再使用此环境变量时,发现在C++中根本不存在。
而当查看官方文档对于Environment.SetEnvironmentVariable()
的(定义)[https://learn.microsoft.com/zh-cn/dotnet/api/system.environment.getenvironmentvariables?view=net-5.0&viewFallbackFrom=netstandard-1.0]时,可以发现,其功能为:创建、修改或删除存储在当前进程中的环境变量。而通过DllImport
加载的C++代码也明明是同一进程呀,为何会出现此种原因???
二、实验
在C#中,设置环境变量基本就Environment.SetEnvironmentVariable()
一种方法,而在CPP中有三种方法:
- 标准库方法:
getenv
函数 - Windows.h库方法:
_wgetenv
函数以及GetEnvironmentVariable
函数
首先,先说结果:
【dotnet构建的EXE + MingW构建的DLL】
Environment.SetEnvironmentVariable()
函数+getenv
函数
Environment.SetEnvironmentVariable()
函数+_wgetenv
函数
Environment.SetEnvironmentVariable()
函数+GetEnvironmentVariable
函数
【dotnet构建的EXE +MSVC构建的DLL】
Environment.SetEnvironmentVariable()
函数+getenv
函数
下面是我们的测试代码:
- C++测试的源代码:
// getenv函数所需头文件 #include <cstdlib> #include <IOStream> // _wgetenv函数所需头文件 #include <cwchar> #include <string> // GetEnvironmentVariable函数所需头文件 #include <windows.h> extern "C" { __declspec(dllexport) const char* get() { const char* path_env = std::getenv("PATH_TEST"); return path_env; } } extern "C" { __declspeandroidc(dllexport) const char* get_wide() { wchar_t* wpath_env = _wgetenv(L"PATH_TEST"); if (wpath_env != nullptr) { static std::string path_env; path_env.assign(wpath_env, wpath_env + wcslen(wpath_env)); return path_env.c_str(); } return nullptr; } } extern "C" { __declspec(dllexport) const char* get_winapi() { static char buffer[4096]; dwORD result = GetEnvironmentVariable("PATH_TEST", buffer, sizeof(buffer)); if (result > 0 && result < sizeof(buffer)) { return buffer; } return nullptr; } }
- C#测试的源代码:
using System; using System.Runtime.InteropServices; class Program { static void Main(string[] args) { string pathVariable = Environment.GetEnvironmentVariable("PATH_TEST"); pathVariable += @"C:\Your\New\Path**********"; Environment.SetEnvironmentVariable("PATH_TEST", pathVariable); Console.WriteLine("C# PATH environment variable:"); Console.WriteLine(Environment.GetEnvironmentVariable("PATH_TEST")); Console.WriteLine(python"C++ PATH environment variable:"); Print(); } [DllImport("TestC.dll", CallingConvention = CallingConvention.Cdecl)] public static extern IntPtr get(); static void Print() { var s = get(); string result = Marshal.PtrToStringAnsi(s); Console.WriteLine(result); } }
- C++代码构建的编译代码:
@echo off if exist build ( echo Build folder already exists. Deleting... rmdir /s /q build ) echo Build folder create.. mkdir build echo Running CMake configuration... cmake -B build -DCMAKE_CXX_COMPILER=g++ -G Ninja echo Building the project... cmake --build build echo Build completed.
三、解释
实验表达了什么?
通过实验可以发现,凡是Windows.h库定义的【获取环境变量】的函数方法,都可以正常获得。只有标准库下面的getenv是获得不了的。
但需要注意的是,msvc定义的标准库getenv是可以获得的!
因此,可以明确【g++下的标准库实现是可能存在问题的】。
G++下的getenv为什么获得不了环境变量?
我先去看了一下G++此处的源代码:
/* glibc/stdlib/getenv.c下的代码 */ #include <stdlib.h> #include <string.h> #include <unistd.h> char * getenv (const char *name) { if (__environ == NULL || name[0] == '\0') return NULL; size_t len = strlen (name); for (char **ep = __environ; *ep != NULL; ++ep) { if (name[0] == (*ep)[0] && strncmp (name, *ep, len) == 0 && (*ep)[len] == '=javascript') return *ep + len + 1; } return NULL; } libc_hidden_def (getenv)
代码可以看出,该环境变量的获取本质就是循环__environ这个字符指针数组来寻找对应名称的环境变量。
在继续搜索这个变量,发现其是在DLL 首次加载时,CRT(注意是G++的编译,而不是msvc) 会把「操作系统提供的环境变量,而不是进程http://www.devze.com环境」复制到自己的内存空间(CRT的角度是之后这部分环境数据就与系统环境“断开”了),从而完成该数组__environ的初始化,随后的getenv就从该数组里拿。
由于SetEnvironmentVariable修改的是进程环境的环境变量,因此其两者根本就是在对两个副本环境变量(因为毕竟是进程级,不能影响系统,因此是副本)在操作,所以不互通!
_putenv()小插曲
在搜索问题的过程中,发现有人说_putenv()设定的谁都可以获得Environment.GetEnvironmentVariable()以及getenv()。实验了一下,竟然发现真的可以!
但仔细看了引入其函数的头文件,果不其然是windows.h!
于是,为什么 C++ 标准库中只有 getenv() 而没有 setenv()?
- 主要是因为各个操作系统对环境变量的实现和管理存在差异,因此,C++ 标准委员会在设计时,避免引入一个难以在所有系统上实现一致行为的功能。
- 在 POSIX 系统(如 linux 和 MACOS)上,通常可以使用 setenv() 或 putenv() 来设置环境变量
- 但在 Windows 上,管理环境变量的方式有所不同(如使用 SetEnvironmentVariable())。
四、启发
如何在P/Invoke中使用【获取和修改环境变量】
- 在Win环境下,「获取环境变量」还是避免使用getenv,统一使用windows.h下的库函数如_putenv()、GetEnvironmentVariable函数。「设置环境变量」由于都是从windows.h库中跑,其实无所谓用什么函数。
- 在Unix环境下,正常使用setenv和getenv即可。
总结
以上为个人经验,希望能给大家一个参考,也希望大家多多支持编程客栈(www.cppcns.pythoncom)。
精彩评论