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[原创]10 个实验搞懂命令提示符
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发表于: 2020-5-18 06:13
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前言
相信，很多小伙伴儿都在命令提示符中执行过 ipconfig 查看 ip 信息。我们还可以执行 ping ip 来 ping 对应的 ip 地址，执行 notepad 启动记事本，执行 explorer 启动文件管理器……
但是，你好奇过背后的运作机制吗？为什么输入几个简单的几个字母就能启动外部程序，本文试图通过一系列实验来挖掘其背后的运作机制。
如果你对下面的问题有很明确的答案，本文不是为你准备的。如果有模糊，拿不准的地方，请耐心读完。如果觉得有用，请帮忙点个在看，拜谢。
Five Questions
1、在命令提示符里输入 notepad，是哪个位置的记事本被启动了？跟什么有关？
2、如果同一个目录下有两个名为 bcn 的文件，一个是 bcn.com, 一个是 bcn.exe。在命令提示符中输入 bcn 会执行哪个？受什么影响？
3、你知道怎么让自己的程序可以直接在命令提示符中被启动吗？像执行 ipconfig 那样。
4、如果 PATH 环境变量是空的，会有什么问题？
5、如果 PATHEXT 变量是空的，会有什么问题？
PATH 实验
实验1： 在命令提示符中输入一个不存在的命令（比如，bcn），使用 process monitor 观察整个过程。
如我们所料，找不到。结果如下图：
在观察 process monitor 捕获的日志之前，我们先查看当前命令提示符的当前路径（ Current Directory）和 PATH 环境变量的值。
下图是使用 process monitor 捕获的事件，已过滤无关信息。
红色高亮部分是当前路径相关的事件，黄白相间的部分是 PATH 环境变量相关的事件。
从此可以比较有信心的猜测：在命令提示符中输入命令会先在当前路径下查找，再到 PATH 环境变量指定的路径依次查找。
实验2： 添加一个不存在的路径到 PATH 环境变量中，再次观察整个过程。
:: 更新 PATH 环境变量 set PATH=%PATH%d:\not_existed_folder :: 执行命令 bcn
当前路径没变，而对应的 PATH 已经多了一条 d:\not_existed_folder，如下图：
下图是使用 process monitor 捕获的相关事件（已过滤无关事件）。跟上面的实验对比，发现只多了黄色高亮部分。
注意对比上图中黄色和红色部分。红色部分对应的路径是存在的，所以有三条记录。黄色部分对应的路径是不存在的，只有一条记录。可以双击某条记录，查看对应的调用栈。相信查看过调用栈后，你会和我一样，对 Operation 这一列有一个新的认识。
实验3： 把 bcn.exe 放到当前路径（ C:\Users\bcn\Desktop）下，执行 bcn。
从上图可知，启动的是 C:\Users\bcn\Desktop\bcn.exe，因为在当前路径下就找到了对应的程序，所以并没有到 PATH 环境变量指示的路径中查找。
实验4： 删除 C:\Users\bcn\Desktop\bcn.exe，把 bcn.exe 放到 PATH 环境变量中的 c:\windows\ 下，再次执行 bcn。
从上图可知，启动的是 C:\Windows\bcn.exe，在当前路径下没找到，然后依次到 PATH 环境变量指示的路径中查找，在c:\windows\ 下找到了对应的程序。
实验5： 清空 PATH 环境变量，在命令提示符中输入 ipconfig，看看是否能正常运行。
结论：
通过以上几个实验，我们知道了在命令提示符中执行一个命令时的查找顺序是：当前路径，PATH 环境变量中指定的路径（按出现顺序进行查找）。
PATHEXT 实验
相信有细心的小伙伴儿发现了，在上面的 实验3 和 实验4 中，会先查找 bcn.COM，没找到才继续查找的 bcn.exe。为什么是这种行为呢？跟什么有关呢？我们看下 PATHEXT环境变量的值，如下图：
我们发现 .COM 出现在 .EXE 之前，是不是这个原因呢？让我们做实验来验证。
实验6： 观察 PATHEXT 是否会影响查找结果。
调整 PATHEXT 的值为 .BAT;.CMD;.VBS;.VBE;.JS;.JSE;.WSF;.WSH;.MSC;.EXE;.COM，如果查找了前面的几个后缀，而没查找 .COM，说明 PATHEXT 会影响查找结果。
set PATHEXT=.BAT;.CMD;.VBS;.VBE;.JS;.JSE;.WSF;.WSH;.MSC;.EXE;.COM bcn
process monitor 捕获的事件验证了我们的猜测。截图：
实验7： 观察 PATHEXT 时的行为。
清空 PATHEXT，再执行 bcn。
set PATHEXT= bcn
process monitor 捕获相关事件如下图：
有点意外，原本以为会执行失败。看来如果 PATHEXT 是空，会使用默认的 PATHEXT，默认的 PATHEXT 是什么呢？
实验8： 观察默认的PATHEXT 。
重命名 bcn.exe 为 bcn.xyz（很重要），然后执行下面的命令：
set PATHEXT= bcn
process monitor 捕获相关事件如下图：
在我的系统（win10 1903）中，当 PATHEXT 为空时，默认搜索的扩展名是 .COM;.EXE;.BAT;.CMD;.VBS;.JS;.WS;.MSC;。其它系统可能有不同的行为，感兴趣的小伙伴儿请自行实验。
实验9： 当前目录下同时存在 bcn.com 和 bcn.exe 会执行哪个？（通过上面的实验，结论很明显了）
分别执行下面两组命令，观察对比结果：
set PATHEXT=.COM;.EXE bcn
set PATHEXT=.EXE;.COM bcn
procmon 捕获的两次查找过程对比图，黄色是设置 .COM 优先的结果，红色是设置 .EXE 优先的结果。
从结果可以进一步确定，优先查找 PATHEXT 中先出现的后缀名。
实验10：观察直接执行 bcn.exe 观察查找过程。
如果命令中带后缀，那么查找的时候不会依赖 PATHEXT ，会直接执行给定的命令。
实验代码
如果你也想自己动手实验。可以新建一个工程，并粘贴下面的代码，编译生成测试程序。
#include "stdafx.h"
#include <windows.h>
#include <stdio.h>
#include "stdlib.h"
int main(int argc, char* argv[])
{
char exe_path[MAX_PATH] = { 0 };
::GetModuleFileNameA(NULL, exe_path, MAX_PATH);
printf("%s\n", exe_path);
system("pause");
return 0;
}
总结
相信通过上面一系列的实验，我们对命令提示符如何执行一个外部命令有了深刻的认识。对 PATH 和 PATHEXT 这两个环境变量的作用，简单总结如下：
PATH决定了外部命令所在位置的查找顺序，PATHEXT决定了外部命令的扩展名查找顺序。- 当我们在命令提示符中输入一个命令时，会先到当前路径（
Current Directory）中查找，如果找不到，才会到环境变量PATH指示的路径中查找。 - 如果输入的命令不带后缀，那么会根据
PATHEXT指示的后缀顺序依次拼接成完整名称再查找。 - 如果输入的命令带后缀，不会根据
PATHEXT中的后缀查找。 - 如果我们想让自己的程序也能直接通过命令提示符启动，我们可以把程序所在路径添加到
PATH环境变量中，位置越靠前，越有可能被执行。 - 如果
PATHEXT为空，那么会使用默认的PATHEXT，我机器上的值是.COM;.EXE;.BAT;.CMD;.VBS;.JS;.WS;.MSC;。
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