json如何设置环境变量

JSON如何设置环境变量：从配置到实践的全面指南

在软件开发中，环境变量是管理配置信息的重要方式，它能让应用在不同环境（开发、测试、生产）中灵活切换参数，而无需修改代码，JSON（JavaScript Object Notation）因其结构清晰、易读性强，常被用于存储和管理环境变量配置，本文将详细介绍如何通过JSON设置环境变量，包括基本原理、操作步骤、常见场景及最佳实践,帮助开发者高效管理应用配置。

为什么用JSON设置环境变量？

传统环境变量多通过系统环境变量（如Linux的export、Windows的set）或配置文件（如.env）管理，但这些方式存在一定局限：系统环境变量全局生效，易冲突；.env文件为纯文本，难以管理复杂嵌套结构，JSON作为结构化数据格式,优势在于：

层次化结构：支持嵌套对象和数组，适合管理多维度配置（如数据库、API密钥、环境开关等）；
可读性强：键值对结构清晰，注释可通过或标注（需配合工具），便于团队协作；
易扩展：新增配置只需添加键值对，无需修改代码逻辑；
跨语言支持：JSON是通用格式，Python、Java、Node.js等语言均可轻松解析。

JSON配置文件的基本结构

JSON配置文件通常以.json为后缀（如config.json、env.json），核心是键值对嵌套结构，以下是一个示例,展示不同环境的配置：

{
  "development": {
    "database": {
      "host": "localhost",
      "port": 3306,
      "username": "dev_user",
      "password": "dev_password"
    },
    "api": {
      "baseUrl": "http://dev-api.example.com",
      "timeout": 5000
    },
    "debug": true,
    "logLevel": "debug"
  },
  "production": {
    "database": {
      "host": "prod-db.example.com",
      "port": 3306,
      "username": "prod_user",
      "password": "${DB_PASSWORD}"  // 支持变量引用（需结合工具）
    },
    "api": {
      "baseUrl": "https://api.example.com",
      "timeout": 3000
    },
    "debug": false,
    "logLevel": "error"
  }
}

顶级键：通常代表环境名称（如development、production），用于区分不同环境；
嵌套键：按模块或功能分类（如database、api），避免配置混乱；
值类型：支持字符串、数字、布尔值、数组、null等,灵活适配不同需求。

如何通过JSON设置环境变量？

直接读取JSON文件并加载为环境变量

这种方式的核心是：读取JSON文件，将其中的键值对转换为系统环境变量，不同语言的实现方式略有差异，以下以Python和Node.js为例。

（1）Python实现

使用Python的json模块读取文件，并通过os.environ设置环境变量：

import json
import os
def load_env_from_json(file_path, env_key="development"):
    """读取JSON配置文件并设置环境变量"""
    with open(file_path, "r", encoding="utf-8") as f:
        config = json.load(f)
    # 获取指定环境的配置
    env_config = config.get(env_key, {})
    # 遍历配置，设置为环境变量
    for key, value in env_config.items():
        # 支持嵌套键（如database.host -> DATABASE_HOST）
        if isinstance(value, dict):
            for sub_key, sub_value in value.items():
                env_var_name = f"{key.upper()}_{sub_key.upper()}"
                os.environ[env_var_name] = str(sub_value)
        else:
            os.environ[key.upper()] = str(value)
# 使用示例
load_env_from_json("config.json", "production")
print(os.environ.get("DATABASE_HOST"))  # 输出: prod-db.example.com
print(os.environ.get("DEBUG"))         # 输出: false

说明：

嵌套键通过下划线连接并转为大写（如database.host → DATABASE_HOST），避免与系统环境变量冲突；
所有值均转为字符串类型（环境变量本质为字符串）。

（2）Node.js实现

使用Node.js的fs模块读取文件，并通过process.env设置环境变量：

const fs = require('fs');
const path = require('path');
function loadEnvFromJson(filePath, envKey = 'development') {
  // 读取JSON文件
  const config = JSON.parse(fs.readFileSync(path.resolve(filePath), 'utf8'));
  const envConfig = config[envKey] || {};
  // 遍历配置，设置为环境变量
  Object.keys(envConfig).forEach(key => {
    const value = envConfig[key];
    if (typeof value === 'object' && value !== null) {
      // 处理嵌套对象（如database.host）
      Object.keys(value).forEach(subKey => {
        const envVarName = `${key.toUpperCase()}_${subKey.toUpperCase()}`;
        process.env[envVarName] = String(value[subKey]);
      });
    } else {
      process.env[key.toUpperCase()] = String(value);
    }
  });
}
// 使用示例
loadEnvFromJson('config.json', 'production');
console.log(process.env.DATABASE_HOST); // 输出: prod-db.example.com
console.log(process.env.DEBUG);        // 输出: false

说明：

与Python类似，嵌套键转为大写并以下划线连接；
需确保Node.js环境已安装fs模块（内置模块，无需额外安装）。

结合工具实现动态环境变量管理

当配置中需要引用敏感信息（如数据库密码、API密钥）时，直接硬编码在JSON中不安全，此时可结合工具（如dotenv、python-dotenv）实现动态加载,支持从外部文件或环境变量中获取值。

（1）Python + `python-dotenv`

安装依赖：pip install python-dotenv

修改JSON配置，使用${VAR_NAME}引用变量：

{
  "production": {
    "database": {
      "password": "${DB_PASSWORD}"
    }
  }
}

加载配置并注入环境变量：

from dotenv import load_dotenv
import json
import os
# 1. 加载.env文件（存储敏感变量）
load_dotenv(dotenv_path=".env")
# 2. 读取JSON配置并替换变量
with open("config.json", "r") as f:
    config = json.load(f)
env_config = config["production"]
for key, value in env_config.items():
    if isinstance(value, str) and value.startswith("${") and value.endswith("}"):
        var_name = value[2:-1]
        env_config[key] = os.getenv(var_name)  # 从.env或系统环境变量获取
print(env_config["database"]["password"])  # 输出: .env中的DB_PASSWORD值

（2）Node.js + `dotenv`

安装依赖：npm install dotenv

修改JSON配置，使用${VAR_NAME}引用变量：

{
  "production": {
    "database": {
      "password": "${DB_PASSWORD}"
    }
  }
}

加载配置并注入环境变量：

require('dotenv').config(); // 加载.env文件
const fs = require('fs');
const config = JSON.parse(fs.readFileSync('config.json', 'utf8'));
const envConfig = config.production;
// 替换变量
Object.keys(envConfig).forEach(key => {
  if (typeof envConfig[key] === 'object') {
    Object.keys(envConfig[key]).forEach(subKey => {
      const value = envConfig[key][subKey];
      if (typeof value === 'string' && value.startsWith('${') && value.endsWith('}')) {
        const varName = value.substring(2, value.length - 1);
        envConfig[key][subKey] = process.env[varName] || value;
      }
    });
  }
});
console.log(envConfig.database.password); // 输出: .env中的DB_PASSWORD值

在CI/CD流程中通过JSON设置环境变量

在持续集成/持续部署（CI/CD）场景中，常需通过JSON文件批量设置环境变量（如GitHub Actions、Jenkins），以GitHub Actions为例：

（1）准备JSON配置文件

创建.github/envs/production.json：

{
  "DATABASE_HOST": "prod-db.example.com",
  "DATABASE_PORT": "3306",
  "API_BASE_URL": "https://api.example.com",
  "DEBUG": "false"
}

（2）在Workflow中加载JSON并设置环境变量

name: Deploy Production
on:
  push:
    branches: [main]
jobs:
  deploy:
    runs-on: ubuntu-l

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