Cách thao tác biến môi trường trong Python｜Hướng dẫn đầy đủ từ lấy, thiết lập đến xoá

By 佐川 直弘 | Naohiro Sagawa (運営者)

※記事内に広告を含みます。Amazonアソシエイトとして適格販売により収入を得ています。

1. Giới thiệu

Python có thể sử dụng “biến môi trường” để thiết lập cấu hình động trong chương trình. Biến môi trường chứa thông tin cài đặt mà hệ thống hoặc ứng dụng tham chiếu khi chạy, chẳng hạn như tên người dùng, đường dẫn, cài đặt ngôn ngữ. Trong bài viết này, chúng tôi sẽ giải thích cách thao tác với biến môi trường trong Python, cách quản lý cài đặt theo môi trường và các ví dụ ứng dụng thực tế.

2. Biến môi trường là gì?

2.1 Định nghĩa biến môi trường

Biến môi trường là thông tin cài đặt mà hệ điều hành hoặc ứng dụng tham chiếu khi thực thi chương trình. Ví dụ, đường dẫn tệp mặc định, thư mục chính của người dùng hoặc cài đặt ngôn ngữ được lưu trữ dưới dạng biến môi trường trong hệ thống. Bằng cách tham chiếu đến chúng, chương trình có thể điều khiển hành vi hoạt động một cách hợp lý.

2.2 Tầm quan trọng của biến môi trường trong Python

Trong Python, việc sử dụng biến môi trường giúp giảm bớt sự phụ thuộc vào hệ thống và rủi ro bảo mật. Khi lưu trữ thông tin như khóa API hoặc thông tin kết nối cơ sở dữ liệu trực tiếp trong mã nguồn, có thể phát sinh vấn đề bảo mật. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng biến môi trường, bạn có thể quản lý thông tin quan trọng mà không cần nhúng trực tiếp vào mã.

3. Lấy và thiết lập biến môi trường trong Python

3.1 Lấy giá trị của biến môi trường

Để lấy giá trị của biến môi trường trong Python, bạn có thể sử dụng mô-đun os. Các hàm os.getenv() và os.environ.get() giúp lấy biến môi trường từ hệ thống. Những hàm này nhận một khóa (key) làm đối số và trả về giá trị tương ứng. Nếu không tồn tại, chúng sẽ trả về None, giúp xử lý dữ liệu an toàn trong chương trình.

import os
print(os.getenv('HOME'))  # Lấy thư mục chính của người dùng

os.environ hoạt động như một từ điển (dictionary) để quản lý biến môi trường. Bạn có thể lấy giá trị bằng os.environ['HOME'], nhưng nếu khóa không tồn tại, nó sẽ gây ra lỗi KeyError. Do đó, sử dụng get() là cách linh hoạt hơn.

import os
print(os.environ.get('HOME'))  # Lấy thư mục chính mà không gây lỗi

3.2 Thiết lập và thêm biến môi trường

Bạn có thể sử dụng os.environ để thiết lập hoặc thêm biến môi trường. Vì giá trị của biến môi trường được lưu dưới dạng chuỗi, nếu bạn sử dụng số hoặc danh sách, cần chuyển đổi sang chuỗi trước.

import os
os.environ['NEW_VARIABLE'] = 'New Value'
print(os.environ['NEW_VARIABLE'])  # Kết quả: 'New Value'

Các biến môi trường được thiết lập theo cách này chỉ có hiệu lực trong quá trình chạy chương trình và không ảnh hưởng đến toàn bộ hệ thống. Nếu một biến có cùng tên đã tồn tại, giá trị của nó sẽ bị ghi đè.

4. Tối ưu hóa cấu hình ứng dụng bằng biến môi trường

4.1 Sử dụng python-dotenv

Trong các dự án lớn, việc quản lý cấu hình bằng biến môi trường theo từng dự án là phổ biến. Thư viện python-dotenv giúp bạn định nghĩa các biến môi trường trong tệp .env và dễ dàng tải chúng vào chương trình.

Ví dụ về tệp .env:

DATABASE_URL=postgres://user:password@localhost:5432/dbname
SECRET_KEY=mysecretkey

Dưới đây là cách sử dụng python-dotenv để tải các biến này vào chương trình Python.

from dotenv import load_dotenv
import os

load_dotenv()  # Tải tệp .env
print(os.getenv('DATABASE_URL'))  # Kết quả: 'postgres://user:password@localhost:5432/dbname'

Phương pháp này rất hữu ích để sử dụng cấu hình riêng biệt cho các môi trường phát triển, kiểm thử và sản xuất. Nhờ đó, bạn có thể quản lý cấu hình một cách linh hoạt mà không cần lưu trữ thông tin nhạy cảm trực tiếp trong mã nguồn.

5. Xóa và thay đổi biến môi trường

5.1 Xóa biến môi trường

Để xóa một biến môi trường, bạn có thể sử dụng câu lệnh del hoặc os.environ.pop(). Câu lệnh del sẽ xóa biến hoàn toàn, còn pop() sẽ trả về giá trị của biến trước khi xóa.

import os
os.environ['TEST'] = 'testing'
del os.environ['TEST']  # Xóa biến môi trường 'TEST'

Dưới đây là ví dụ sử dụng pop() để xóa biến:

import os
os.environ['TEST'] = 'testing'
print(os.environ.pop('TEST'))  # Kết quả: 'testing' và biến bị xóa

Sau khi xóa, biến môi trường sẽ không còn tồn tại và nếu cố truy cập sẽ gây lỗi. Do đó, cần xử lý lỗi nếu biến không tồn tại.

6. Quản lý biến môi trường theo từng dự án

6.1 Quản lý biến môi trường theo từng giai đoạn

Khi phát triển phần mềm, có thể cần sử dụng các cấu hình khác nhau cho các giai đoạn phát triển, kiểm thử và triển khai thực tế. Biến môi trường giúp quản lý cấu hình này một cách hiệu quả. Ví dụ, trong giai đoạn phát triển, bạn có thể kích hoạt chế độ gỡ lỗi, trong khi ở môi trường sản xuất, các cài đặt bảo mật sẽ được tăng cường.

import os

if os.getenv('PHASE') == 'development':
    print('Chế độ phát triển')
elif os.getenv('PHASE') == 'production':
    print('Chế độ sản xuất')

Bằng cách sử dụng biến môi trường PHASE, bạn có thể dễ dàng thay đổi cài đặt tùy theo môi trường sử dụng.

7. Ví dụ thực tế: Chuyển đổi ngôn ngữ và giai đoạn bằng biến môi trường

7.1 Chuyển đổi ngôn ngữ

Biến môi trường cũng có thể được sử dụng để chuyển đổi ngôn ngữ trong ứng dụng. Đoạn mã dưới đây minh họa cách hiển thị ngôn ngữ dựa trên giá trị của biến môi trường LANG.

import os

if os.getenv('LANG') == 'ja_JP.UTF-8':
    print('Xin chào!')
else:
    print('Hello!')

7.2 Chuyển đổi xử lý theo giai đoạn

Bạn cũng có thể sử dụng biến môi trường để xác định cách xử lý chương trình tùy theo từng giai đoạn phát triển, kiểm thử hoặc sản xuất.

import os

phase = os.getenv('PHASE', 'development')

if phase == 'development':
    print('Sử dụng cài đặt giai đoạn phát triển')
elif phase == 'production':
    print('Sử dụng cài đặt giai đoạn sản xuất')

Việc sử dụng biến môi trường theo cách này giúp linh hoạt trong việc thay đổi cài đặt và đảm bảo tính bảo mật cũng như hiệu suất của ứng dụng.

8. Kết luận

Việc sử dụng biến môi trường trong Python là một phương pháp quan trọng giúp nâng cao bảo mật và tính linh hoạt của dự án. Nhờ đó, bạn có thể thay đổi cài đặt theo môi trường và quản lý thông tin nhạy cảm một cách an toàn. Hãy tận dụng mô-đun os và thư viện python-dotenv để xây dựng các ứng dụng hiệu quả và an toàn hơn.