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Python环境变量详解:概念、作用与使用方法 | Python编程指南

Python环境变量详解

全面解析环境变量的概念、作用与使用方法

什么是环境变量?

环境变量是操作系统中存储的键值对数据,用于配置系统行为和应用程序设置。它们存在于操作系统级别,可以被所有运行在该环境中的应用程序访问。

常见环境变量示例

  • PATH: 系统查找可执行文件的目录列表
  • HOME (Linux/macOS) / USERPROFILE (Windows): 当前用户的主目录
  • PYTHONPATH: Python解释器查找模块的路径列表
KEY=VALUE
PYTHONPATH=/usr/lib/python
API_KEY=abc123xyz

为什么在Python中使用环境变量?

配置管理

将配置信息(如API密钥、数据库凭据)与代码分离,提高代码安全性和可维护性。

环境适配

轻松切换不同环境(开发、测试、生产)的配置,无需修改代码。

安全性

避免将敏感信息(如密码、密钥)硬编码在源代码中,防止泄露。

在Python中使用环境变量

1. 获取环境变量

使用Python内置的os模块访问环境变量:

import os

# 获取单个环境变量
database_url = os.getenv("DATABASE_URL")

# 获取环境变量,如果不存在则使用默认值
api_key = os.getenv("API_KEY", "default_key_123")

# 获取所有环境变量(返回字典)
all_env_vars = os.environ
print(all_env_vars["PATH"])

# 安全获取环境变量(避免KeyError)
secret = os.environ.get("SECRET_KEY", None)

2. 设置环境变量

在Python中有多种设置环境变量的方式:

import os

# 设置当前进程的环境变量(不影响系统环境)
os.environ["DEBUG_MODE"] = "True"
os.environ["API_ENDPOINT"] = "https://api.example.com"

# 永久设置环境变量(操作系统相关)
# Windows: 使用setx命令
# Linux/macOS: 在~/.bashrc或~/.zshrc中添加 export KEY=value

实际应用示例

数据库连接配置

import os
import psycopg2

# 从环境变量获取数据库配置
db_config = {
    "host": os.getenv("DB_HOST", "localhost"),
    "port": os.getenv("DB_PORT", "5432"),
    "user": os.getenv("DB_USER"),
    "password": os.getenv("DB_PASSWORD"),
    "database": os.getenv("DB_NAME")
}

# 创建数据库连接
conn = psycopg2.connect(**db_config)

API密钥管理

import os
import requests

# 从环境变量获取API密钥
API_KEY = os.getenv("WEATHER_API_KEY")
API_URL = "https://api.weatherapi.com/v1/current.json"

# 使用API密钥发起请求
params = {"key": API_KEY, "q": "London"}
response = requests.get(API_URL, params=params)
weather_data = response.json()

最佳实践与安全注意事项

安全第一

  • 永远不要将敏感信息硬编码在源代码中
  • 使用.env文件存储本地开发环境变量,但不要将其提交到版本控制
  • 在生产环境中使用安全的密钥管理服务(如AWS Secrets Manager)

使用环境管理工具

  • 使用python-dotenv库管理.env文件
  • 在Docker中使用--env-file参数或环境变量
  • 使用配置管理工具如Ansible、Chef或Puppet

命名规范

  • 使用大写字母和下划线命名环境变量(如DB_HOST)
  • 为不同环境使用前缀(如DEV_API_KEY, PROD_API_KEY)
  • 提供有意义的默认值,但不要用于敏感信息

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