如何用sed将JSON占位符捕获组替换为对应环境变量（Alpine容器）

假设我们有如下内容的source_file.json：

{
   "someVar": "__SOME_ENV_VAR__",
   "anotherVar": "__ANOTHER_ENV_VAR__",
   "yetAnotherVar": "__ONE_MORE_ENV_VAR__"
}

需求 #

需要实现以下操作：

• 使用模式__([A-Z_]+)__搜索环境变量占位符
• 将捕获组([A-Z_]+)（即\1）对应到同名环境变量（如SOME_ENV_VAR、ANOTHER_ENV_VAR、ONE_MORE_ENV_VAR）的值
• 用对应环境变量的值替换该捕获组

尝试过的方法（均失败） #

方法1：用sed一次性完成搜索替换 #

sed -i "s/__([A-Z_]\+)__/${\1}/g" source_file.json

方法2：逐个替换所有环境变量实例 #

env | while IFS='=' read -r key value; do
  sed -i "s/__$key__/$value/g"
done

两种方法要么报错，要么无法正确插值环境变量，输出类似"someVar": "$SOME_ENV_VAR"的结果。相关技术文章大多仅覆盖提前已知具体环境变量的场景，未涉及捕获组插值的情况。

注意： 需将实现写入/bin/sh脚本，在基于Alpine的Docker容器中执行，因此不考虑安装gettext包使用envsubst的方案

解决方案 #

方案1：用awk实现动态替换 #

awk可直接读取环境变量，支持正则捕获与动态取值，适配场景需求：

awk '{
    while(match($0, /__([A-Z_]+)__/, arr)) {
        env_var = arr[1]
        if (ENVIRON[env_var] != "") {
            gsub(/__'"$env_var"'__/, ENVIRON[env_var])
        }
    }
    print $0
}' source_file.json > temp.json && mv temp.json source_file.json

说明：

• match($0, /__([A-Z_]+)__/, arr) 匹配占位符并将捕获的环境变量名存入数组arr
• ENVIRON[env_var] 直接获取对应环境变量的值
• 通过临时文件实现原地修改（awk无直接原地修改参数）

方案2：改进sed循环替换方法 #

修正原方法2的文件指定问题，同时过滤不符合格式的环境变量：

for key in $(printenv | grep -E '^[A-Z_]+=' | cut -d'=' -f1); do
    value=$(printenv "$key")
    sed -i "s/__${key}__/${value}/g" source_file.json
done

说明：

• grep -E '^[A-Z_]+=' 过滤出仅含大写字母与下划线的环境变量
• 循环遍历符合要求的变量，逐个替换对应占位符

验证示例 #

若已设置环境变量：

export SOME_ENV_VAR="foo"
export ANOTHER_ENV_VAR="bar"
export ONE_MORE_ENV_VAR="baz"

执行任一方案后，source_file.json会更新为：

{
   "someVar": "foo",
   "anotherVar": "bar",
   "yetAnotherVar": "baz"
}

内容的提问来源于stack exchange，提问作者S. Rullio