Python项目的虚拟环境

在开发 Python 项目时，首先要肯定使用的 Python 版本，目前默认是 3.7（Python 2.7 已经在 2020 年中止支持了，可是须要维护的项目中确定有很多基于 Python 2.x 版本的），其次会根据项目的需求来选择特定版本的第三方库（通常都会选择最新版本的，除非不一样库之间有冲突）。可是使用 pip 安装第三方库时默认都会安装到 Python3 的 site-packages 目录中，一旦不一样项目中的第三方库版本出现冲突时，就比较难处理了。因此咱们须要对不一样的项目开辟独立干净的空间进行开发部署，此时就须要 Python 的虚拟环境了。本文将介绍 virtualenv 和 pipenv 两种途径构建虚拟环境，可是 pipenv 的方式更值得推广。html

virtualenv

virtualenv 是一个建立隔绝的 Python 环境的工具。它会建立一个包含全部必要的可执行文件的文件夹，用来使用 Python 工程所须要的包。换句话说，咱们能够用 virtualenv 给各个项目建立各自的 Python 环境，各个的环境之间安装的包相互独立，互不影响。经过激活 avtive 相应的 Python 环境来使用相应的 Python 环境。这里为了方便管理不一样的 Python 环境，咱们使用 virtualenvwrapper 来对 Python 虚拟环境进行管理。python

安装和配置

virtualenv 和 virtualenvwrapper 的安装很简单，一条命令便可：git

pip install virtualenv  # 安装virtualenv
pip install virtualenvwrapper # 安装virtualenvwrapper

virtualenv 是不须要配置的，它的使用直接是在项目文件夹里执行命令 virtualenv proEnv ，就会在当前项目目录下生成proEnv的目录，目录下会包含 bin，include，lib，local 这四个文件夹和一个 pip-selfcheck.json 文件。当该虚拟环境被激活后 source proEnv/bin/activate ，全部执行的 pip 安装程序都会安装在当前虚拟环境文件夹 proEnv 中。不过这样就致使下面的问题：github

不方便管理--激活，消活 deactivate ，环境切换等
没法重用--存放在指定项目目录下

而 virtualenvwrapper 能完美解决这些问题。docker

virtualenvwrapper 的配置以下：shell

# 1.在~/.bashrc文件结尾添加下面(根据特定环境而定)
source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh

# 2. 从新加载配置
source $HOME/.bashrc

经常使用命令

# 建立环境    
mkvirtualenv proEnv [-p python3.7]  # 在$HOME/.virtualenvs/目录下建立项目python环境

# 列举全部环境
lsvirtualenv

# 切换环境
workon proEnv

# 退出环境
deactivate

# 删除环境
revirtualenv proEnv

pipenv

pipenv 是 Pipfile 主要倡导者、requests 做者 Kenneth Reitz 写的一个命令行工具，主要包含了 Pipfile、pip、click、requests 和 virtualenv，可以有效管理 Python 多个环境，各类第三方包及模块。json

pipenv 所解决的问题:flask

不一样项目依赖不一样的第三方库、包版本问题（ virtualenv 也能够解决）
同一个项目不一样环境使用不用的第三方库问题(好比 autopep8 , pylint , pep8 等只有开发环境须要)

pipenv的特性：安全

pipenv 集成了 pip，virtualenv 二者的功能，且完善了二者的一些缺陷。
过去用 virtualenv 管理 requirements.txt 文件可能会有问题，Pipenv 使用 Pipfile 和 Pipfile.lock，后者存放包的依赖关系，查看依赖关系是十分方便。
各个地方使用了哈希校验，不管安装仍是卸载包都十分安全，且会自动公开安全漏洞。
经过加载 .env 文件简化开发工做流程。
支持 Python2 和 Python3，在各个平台的命令都是同样的。

TIPS：
《Flask Web开发实战》的做者在该书中使用了 Pipenv 做为包管理工具，可是在 2019 年 8 月又发表了博文不要用 Pipenv，其核心的槽点是 pipenv 在更新第三方依赖库时会更新全部依赖的包，其缘由是对应的 packages 都是使用的星号*，未指定特定的包版本。因此在更新/同步等操做时会将全部未指定版本（使用星号*）的第三方库给更新了。这里强烈建议生产环境的第三方库都指定版本。bash

Pipfile.lock 文件更像是当前环境的一个快照，并非指以前安装的第三方依赖库的版本就是肯定的，除非你在 Pipfile 中限定好版本。

安装

pipenv 的安装很简单，一条命令便可：

# 安装pipenv包来管理依赖库
python3 -m pip install pipenv
# 设置环境变量，在项目目录建立虚拟环境.venv
export PIPENV_VENV_IN_PROJECT=1

常见的 Pipfile 配置以下所示：

[[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"

常见命令

建立虚拟环境

# 开发环境安装 Pipfile 中第三方依赖
pipenv intall -d
# 生成环境安装 Pipfile 中第三方依赖
pipenv install
# 安装requirements.txt中的依赖库（项目迁移）
pipenv install -r requirements.txt
# 将pipenv的依赖库生成requirements.txt（项目迁移）
pipenv run pip freeze > requirements.txt

使用环境

# 直接在虚拟环境中运行
pipenv run python test.py
# 激活虚拟环境，再运行脚本
pipenv shell && python test.py && exit

安装卸载第三方依赖

# 安装第三方依赖库，并加到 Pipfile 的开发环境中
pipenv install -d pylint
# 安装指定版本的第三方依赖库，并加到 Pipfile 的生成环境中
pipenv install Flask==1.1.2
# 卸载第三方依赖库，并更新 Pipfile
pipenv uninstall Flask

查看依赖包

# 查看当前环境依赖的包
pipenv graph

虚拟环境的原理

pipenv 是基于 Pipfile，结合 pip 和 virtualenv来帮助开发者进行依赖管理，因此要想搞明白虚拟环境的原理其实只要把 virtualenv 的原理搞明白便可。这里咱们使用 pytyhon:3.7-stretch 镜像进行实验（不使用alpine镜像是由于它默认的 shell 是 ash,而不是 bash）。

现象分析

虚拟环境的特色有二：

Python版本固定。即便系统的Python升级了，虚拟环境中的仍然不受影响，保留开发状态。
全部Python软件包，都只在这个环境生效。一旦退出，则回到用户/系统的默认环境中。

因此猜想 virtualenv 是经过改变 shell 的 PATH 来实现指定的 Python 版本，而对应的软件包是各自维护在各自的虚拟环境目录中的。

验证手段

echo $PATH Python 命令的查找路径
pip list 查看当前环境的依赖库
python -m site 打印当前 Python 环境和 site-packages 相关调试信息

验证

# 启动容器
docker run -it --rm python:3.7-stretch bash
# 安装virtualenv和virtualenvwrapper
pip install virtualenv virtualenvwrapper
# 在 $HOME/.bashrc 文件结尾添加 source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh
echo "source /usr/local/bin/virtualenvwrapper.sh" >> $HOME/.bashrc
# 从新加载配置
source $HOME/.bashrc
# 建立虚拟环境proEnv
mkvirtualenv proEnv

容器当前的环境以下图所示：使用 workon proEnv 进入虚拟环境 proEnv 后，各参数以下图所示：

对比 PATH 的变化，发现 virtualenv 将虚拟环境的 bin 目录置于 PATH 的最前方，因此当在终端执行 python 时，执行的是 /root/.virtualenvs/proEnv/bin/python, 而不是 /usr/local/bin/python。这就是为何 virtualenv 没有影响本地的 Python 环境。

对比 python -m site 的结果，发现虚拟环境的 sys.path 中第三方依赖库的目录由 /usr/local/lib/python3.7/site-packages 换成了 /root/.virtualenvs/proEnv/lib/python3.7/site-packages。这就是为何 pip list 看不见什么软件包的缘由，也是环境隔离的最大秘密。

参考文献

若是该文章对您产生了帮助，或者您对技术文章感兴趣，能够关注微信公众号：技术茶话会，可以第一时间收到相关的技术文章，谢谢！

本篇文章由一文多发平台ArtiPub自动发布