如何搭建Python項目虛擬環(huán)境

如何搭建Python項目虛擬環(huán)境，很多新手對此不是很清楚，為了幫助大家解決這個難題，下面小編將為大家詳細(xì)講解，有這方面需求的人可以來學(xué)習(xí)下，希望你能有所收獲。

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virtualenv

virtualenv 是一個創(chuàng)建隔絕的 Python 環(huán)境的工具。它會創(chuàng)建一個包含所有必要的可執(zhí)行文件的文件夾，用來使用 Python 工程所需要的包。換句話說，我們可以用 virtualenv 給各個項目創(chuàng)建各自的 Python 環(huán)境，各個的環(huán)境之間安裝的包相互獨立，互不影響。通過激活 avtive 相應(yīng)的 Python 環(huán)境來使用相應(yīng)的 Python 環(huán)境。這里為了方便管理不同的 Python 環(huán)境，我們使用 virtualenvwrapper 來對 Python 虛擬環(huán)境進(jìn)行管理。

安裝和配置

virtualenv 和 virtualenvwrapper 的安裝很簡單，一條命令即可：

pip install virtualenv  # 安裝virtualenv
pip install virtualenvwrapper # 安裝virtualenvwrapper

virtualenv 是不需要配置的，它的使用直接是在項目文件夾里執(zhí)行命令 virtualenv proEnv ，就會在當(dāng)前項目目錄下生成proEnv的目錄，目錄下會包含 bin，include，lib，local 這四個文件夾和一個 pip-selfcheck.json 文件。當(dāng)該虛擬環(huán)境被激活后 source proEnv/bin/activate ，所有執(zhí)行的 pip 安裝程序都會安裝在當(dāng)前虛擬環(huán)境文件夾 proEnv 中。不過這樣就導(dǎo)致下面的問題：

  1. 不方便管理--激活，消活 deactivate ，環(huán)境切換等

  2. 無法重用--存放在指定項目目錄下

而 virtualenvwrapper 能完美解決這些問題。

virtualenvwrapper 的配置如下：

# 1.在~/.bashrc文件結(jié)尾添加下面(根據(jù)特定環(huán)境而定)
source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh

# 2. 重新加載配置
source $HOME/.bashrc

常用命令

# 創(chuàng)建環(huán)境    
mkvirtualenv proEnv [-p python3.7]  # 在$HOME/.virtualenvs/目錄下創(chuàng)建項目python環(huán)境

# 列舉所有環(huán)境
lsvirtualenv

# 切換環(huán)境
workon proEnv

# 退出環(huán)境
deactivate

# 刪除環(huán)境
revirtualenv proEnv

pipenv

pipenv 是 Pipfile 主要倡導(dǎo)者、requests 作者 Kenneth Reitz 寫的一個命令行工具，主要包含了 Pipfile、pip、click、requests 和 virtualenv，能夠有效管理 Python 多個環(huán)境，各種第三方包及模塊。

pipenv 所解決的問題:

  • 不同項目依賴不同的第三方庫、包版本問題（ virtualenv 也可以解決）

  • 同一個項目不同環(huán)境使用不用的第三方庫問題(比如 autopep8 , pylint , pep8 等只有開發(fā)環(huán)境需要)

pipenv的特性：

  • pipenv 集成了 pip，virtualenv 兩者的功能，且完善了兩者的一些缺陷。

  • 過去用 virtualenv 管理 requirements.txt 文件可能會有問題，Pipenv 使用 Pipfile 和 Pipfile.lock，后者存放包的依賴關(guān)系，查看依賴關(guān)系是十分方便。

  • 各個地方使用了哈希校驗，無論安裝還是卸載包都十分安全，且會自動公開安全漏洞。

  • 通過加載 .env 文件簡化開發(fā)工作流程。

  • 支持 Python2 和 Python3，在各個平臺的命令都是一樣的。

TIPS：
《Flask Web開發(fā)實戰(zhàn)》的作者在該書中使用了 Pipenv 作為包管理工具，但是在 2019 年 8 月又發(fā)表了博文不要用 Pipenv，其核心的槽點是 pipenv 在更新第三方依賴庫時會更新所有依賴的包，其原因是對應(yīng)的 packages 都是使用的星號*，未指定特定的包版本。所以在更新/同步等操作時會將所有未指定版本 （使用星號*）的第三方庫給更新了。這里強(qiáng)烈建議生產(chǎn)環(huán)境的第三方庫都指定版本。

Pipfile.lock 文件更像是當(dāng)前環(huán)境的一個快照，并不是指之前安裝的第三方依賴庫的版本就是確定的，除非你在 Pipfile 中限定好版本。

安裝

pipenv 的安裝很簡單，一條命令即可：

# 安裝pipenv包來管理依賴庫
python3 -m pip install pipenv
# 設(shè)置環(huán)境變量，在項目目錄創(chuàng)建虛擬環(huán)境.venv
export PIPENV_VENV_IN_PROJECT=1

常見的 Pipfile 配置如下所示：

[[source]]
name = "aliyun"
url = "https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple"
verify_ssl = true

[dev-packages]
autopep8 = "*"
pylint = "*"
pep8 = "*"


[packages]
flask = "==1.1.2"

[requires]
python_version = "3.7"

常見命令

  • 創(chuàng)建虛擬環(huán)境

# 開發(fā)環(huán)境安裝 Pipfile 中第三方依賴
pipenv intall -d
# 生成環(huán)境安裝 Pipfile 中第三方依賴
pipenv install
# 安裝requirements.txt中的依賴庫（項目遷移）
pipenv install -r requirements.txt
# 將pipenv的依賴庫生成requirements.txt（項目遷移）
pipenv run pip freeze > requirements.txt

  • 使用環(huán)境

# 直接在虛擬環(huán)境中運(yùn)行
pipenv run python test.py
# 激活虛擬環(huán)境，再運(yùn)行腳本
pipenv shell && python test.py && exit

  • 安裝卸載第三方依賴

# 安裝第三方依賴庫，并加到 Pipfile 的開發(fā)環(huán)境中
pipenv install -d pylint
# 安裝指定版本的第三方依賴庫，并加到 Pipfile 的生成環(huán)境中
pipenv install Flask==1.1.2
# 卸載第三方依賴庫，并更新 Pipfile
pipenv uninstall Flask

  • 查看依賴包

# 查看當(dāng)前環(huán)境依賴的包
pipenv graph

虛擬環(huán)境的原理

pipenv 是基于 Pipfile，結(jié)合 pip 和 virtualenv來幫助開發(fā)者進(jìn)行依賴管理，所以要想搞明白虛擬環(huán)境的原理其實只要把 virtualenv 的原理搞明白即可。 這里我們使用 pytyhon:3.7-stretch 鏡像進(jìn)行實驗（不使用alpine鏡像是因為它默認(rèn)的 shell 是 ash,而不是 bash）。

現(xiàn)象分析

虛擬環(huán)境的特點有二：

  • Python版本固定。即使系統(tǒng)的Python升級了，虛擬環(huán)境中的仍然不受影響，保留開發(fā)狀態(tài)。

  • 所有Python軟件包，都只在這個環(huán)境生效。一旦退出，則回到用戶/系統(tǒng)的默認(rèn)環(huán)境中。

所以猜測 virtualenv 是通過改變 shell 的 PATH 來實現(xiàn)指定的 Python 版本，而對應(yīng)的軟件包是各自維護(hù)在各自的虛擬環(huán)境目錄中的。

驗證手段

  • echo $PATH Python 命令的查找路徑

  • pip list 查看當(dāng)前環(huán)境的依賴庫

  • python -m site 打印當(dāng)前 Python 環(huán)境和 site-packages 相關(guān)調(diào)試信息

驗證

# 啟動容器
docker run -it --rm python:3.7-stretch bash
# 安裝virtualenv和virtualenvwrapper
pip install virtualenv virtualenvwrapper
# 在 $HOME/.bashrc 文件結(jié)尾添加 source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh
echo "source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh" >> $HOME/.bashrc
# 重新加載配置
source $HOME/.bashrc
# 創(chuàng)建虛擬環(huán)境proEnv
mkvirtualenv proEnv

容器當(dāng)前的環(huán)境如下圖所示： 如何搭建Python項目虛擬環(huán)境 使用 workon proEnv 進(jìn)入虛擬環(huán)境 proEnv 后，各參數(shù)如下圖所示： 如何搭建Python項目虛擬環(huán)境

對比 PATH 的變化，發(fā)現(xiàn) virtualenv 將虛擬環(huán)境的 bin 目錄置于 PATH 的最前方，所以當(dāng)在終端執(zhí)行 python 時，執(zhí)行的是 /root/.virtualenvs/proEnv/bin/python, 而不是 /usr/local/bin/python。這就是為什么 virtualenv 沒有影響本地的 Python 環(huán)境。

對比 python -m site 的結(jié)果，發(fā)現(xiàn)虛擬環(huán)境的 sys.path 中第三方依賴庫的目錄由 /usr/local/lib/python3.7/site-packages 換成了 /root/.virtualenvs/proEnv/lib/python3.7/site-packages。這就是為什么 pip list 看不見什么軟件包的原因，也是環(huán)境隔離的最大秘密。

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