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PATH和path，傻傻分不清

已有 2780 次阅读 2020-3-11 11:12 |系统分类:科研笔记

习惯了Windows电脑下的所见即所得，找到程序或文件双击即可运行或打开；于是我们被惯得以为电脑会像人一样聪明，给他一个名字就可以运行程序或打开文件；于是在命令行下或程序里不断碰壁，为啥这个命令不运行了呢？

我们不能太高估电脑（或操作系统），不要以为只要输入一个程序名或文件名，电脑（或操作系统）就可以满硬盘的去找这个文件在哪；这一来效率太低了，二来重名了怎么办？比如有2个文件都叫“子房.txt”，一个存储汉初三杰之张良，一个存储被子植物生长种子的器官；可能打开前我们自己也不知道要开哪个吧。

想一下，我们在Windows下寻找文件时，是不是先打开我的电脑，然后打开D盘，打开学习目录，再打开学习计划.docx这个文件。即便我们从来没有执行过这个计划，每天我们还是不厌其烦的一层层打开然后制定新的计划。只是，我们忽略了这个一层层打开。

path我们一般指文件的路径，也就是一层层打开的过程。以Linux为例：

我们要查看一个在自己家目录下的文件 I_am_home.txt，那登录后，直接可见：

YSX@ehbio:~$ tree
.
├── I_am_home.txt
└── train
    ├── amplicon
    │   └── pipeline_amplicon.sh
    ├── metagenome
    │   └── pipeline_metagenome.sh
    ├── population_genomics
    │   └── pipeline_gatk.sh
    ├── single_cell
    │   ├── Scanpy.ipynb
    │   └── Seurat.Rmd
    └── transcriptome
        └── pipeline_salmon.sh
YSX@ehbio:~$ head I_am_home.txt
I am home!

那如果想看Seurat.Rmd，怎么查看？一步步找下去就对了。

YSX@ehbio:~$ less Seurat.Rmd
Seurat.Rmd: 没有那个文件或目录
YSX@ehbio:~$ less train/Seurat.Rmd
train/Seurat.Rmd: 没有那个文件或目录
YSX@ehbio:~$ less train/single_cell/Seurat.Rmd

也可以一步步先做目录切换，然后再查看

YSX@ehbio:~$ cd train
YSX@ehbio:~/train$ cd single_cell/
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ less Seurat.Rmd

那如果你这时你想运行pipeline_metagenome.sh快速分析宏基因组数据怎么办？

YSX@ehbio:~/train/single_cell$ pipeline_metagenome.sh
-bash: pipeline_metagenome.sh: 未找到命令

pipeline_metagenome.sh命令去哪儿了？上面我们都看到了，就在metagenome目录下，为啥电脑（操作系统）这么笨却找不到？另外为什么运行head就可以找到？难道有一些黑魔法在里面？

确实是有一些黑魔法的，不过我们一般称之为规则。

操作系统为了便捷性和安全性，定义了一系列环境变量，存储常用信息，PATH (注意全是大写)是其中一个。

PATH: 是存放有(可执行)命令和程序的目录集合；在操作系统接到用户输入的命令时，会对PATH存储的目录进行查找，看下是否有与用户输入的命令同名的文件存在，而且是从前到后一个个查找，而且是查到就停，最后查不到就报错。（从这几个加粗的文字，可以看到操作系统很懒，当然懒是好的程序员的必备属性。）

我们先看下PATH里面存了哪些目录？

YSX@ehbio:~/train/single_cell$ echo $PATH
/usr/bin:/usr/local/bin

在我们前面输入head命令时，操作系统收到回车指令后，先去看下$PATH里面有哪些目录，然后从第一个/usr/bin开始寻找，很幸运，一下找到了/usr/bin/head文件，尝试运行，成功。所以在这个情况下，我们输入head等同于输入/usr/bin/head。那这个会不会给我们一些启发呢？

我们只要提供pipeline_metagenome.sh的路径就可以运行了。

# 相对路径
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ ../metagenome/pipeline_metagenome.sh
# 绝对路径
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ ~/train/metagenome/pipeline_metagenome.sh
# 再绝对一些
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ /home/YSX/train/metagenome/pipeline_metagenome.sh

程序可以运行了，但是不是写起来太麻烦了？既然head可以只写命令，系统就可以帮着我们去找，那么我们是否也可以把/home/YSX/train/metagenome/放到PATH里面。这就是如何去设置环境变量了。

# 给原变量PATH后面加一个路径（绝对路径），冒号(:)分割
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ PATH=$PATH:/home/YSX/train/metagenome/
# 导出变量，使其对系统（Shell）可见
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ export PATH
# 上面两句可以合并为一句，如下：
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ export PATH=$PATH:/home/YSX/train/metagenome/
# 再次运行，可以运行了
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ pipeline_metagenome.sh
# 看下PATH存储的目录，多了我们的新增
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ echo $PATH
/usr/bin:/usr/local/bin:/home/YSX/train/metagenome/

这样就新增一个目录到环境变量里面了，可以依次继续增加更多目录。

YSX@ehbio:~/train/single_cell$ export PATH=$PATH:/home/YSX/train/metagenome/:/home/YSX/train/amplicon/

有时我们也会看的这样的写法：export PATH=my_path:$PATH，这与export PATH=$PATH:my_path有什么区别呢？

回顾下这几个关键字：从前到后，查到就停。写出官话就是：PATH中越靠前的路径优先级越高。这有什么用处呢？

比如，一般的操作系统都会有系统的python和R，通常版本比较老，我们作为普通用户也没权限修改。

那怎么办？自己装一份，然后用自己的，这时就涉及到优先级问题了。

假如我在/home/YSX/soft/anaconda/bin下安装了一个python，那么我需要设置优先调用我自己的python，设置环境变量时，我就得把/home/YSX/soft/anaconda/bin放到前面，如export PATH=/home/YSX/soft/anaconda/bin:$PATH。如果反过来写，就/usr/bin/python优先被调用了。

# which 常用工具，查看当前调用的程序的具体来源
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ which python
/usr/bin/python
# 优先调用自己的python
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ export PATH=/home/YSX/soft/anaconda/bin:$PATH
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ which python
/home/YSX/soft/anaconda/bin/python

环境变量学会怎么设置了，关机，下班，睡觉。

第二天早上起来，打开电脑，再运行程序

YSX@ehbio:~/train/single_cell$ which python
/usr/bin/python
YSX@ehbio:~/train/single_cell$ pipeline_metagenome.sh
-bash: pipeline_metagenome.sh: 未找到命令

结果发现昨天的设置都无效了，去生信宝典群里提问 “有谁对Linux比较精通？”。半晌，无人响应，敢说自己精通的不多。

后来，有好心人回复“你遇到什么问题，具体描述下？”

经过半个小时的沟通，理清了，关键点：环境变量设置后失效了，怎么长期有效？

如果早这么问，估计程序都运行完了。

这时需要用到另一个规则: 登录远程服务器时，系统会自动运行~/.bash_profile里面的命令，所以把前面写的这句话export PATH=/home/YSX/soft/anaconda/bin:$PATH:/home/YSX/train/metagenome/:/home/YSX/train/amplicon/放到文件~/.bash_profile里面就好了。

文件输入后，不要忘记source ~/.bash_profile使设置生效（当然，关掉登录窗口，再次登录也可以）。

以上就是Linux系统的环境变量设置，Windows系统的环境变量择日再推一期，喜欢的话不妨多多关注。