Python 中的虚拟环境变得容易

大多数 Python 新手不知道如何设置遵循专业程序员使用的最新标准的开发环境。本教程将教您如何使用行业公认的最佳实践正确创建一个完整的 Python 开发环境。

虚拟环境

虚拟环境通过创建隔离环境帮助我们解决项目依赖冲突。这些“隔离环境”包含 Python 程序员开发项目可能需要的所有优点。

虚拟环境包括 Python 二进制文件的全新副本，以及整个 Python 标准库的独立副本。这就是它可以自行工作的原因。

使用虚拟环境给我们带来了以下优势：

• 我们能够完整地维护我们的本地机器包
• 我们可以通过requirements.txt文件与其他人共享依赖项
• 我们可以在专用服务器（PythonAnyWhere、Heroku 等）中部署 Python 应用程序

对虚拟环境的需求

我在我的项目中使用了许多库。其中包括三个 Web 应用程序开发框架，还有其他我想在未来探索的库。这是 Python 中严肃项目依赖于其他开发人员编写的其他包的主要论点。

如果您是 Django 开发人员，我相信您会使用Django rest 框架来创建强大的 rest API、用于收集有关当前请求/响应的各种调试信息的Django 调试工具栏、用于处理实时操作和调度的Celery以及等等。

例如，我requests的一些项目非常依赖于该包，而我目前正在开发的 Django Web 应用程序依赖于 2.3.0 版本。根据官方文档，在撰写本文时，此包的最新版本是 3.2 版。

假设我继续在我的 Ubuntu 机器上安装最新版本的库，因为我需要它用于另一个项目。在我尝试使用我的旧项目之前，一切似乎都运行良好，该项目在 2.3.0 中运行良好。突然间，一切都破碎了。

发生了什么？也许最新版本的 Django 的 API 从 2.3.0 版本开始发生了变化？原因在这一点上并不重要，因为我的旧项目已损坏且不再有效。

两个项目之间产生了冲突。它们使用相同的库，但需要不同版本的库。

各种包解决了这个问题。让我们看看一些突出的。

在开始之前

在本教程中，我们将使用 Python 3，因此让我们从检查 Python 安装开始。

为此，请打开一个终端 — Windows 上的 cmd/PowerShell — 并键入以下命令：

python --version

Python 3.9.5 # My result

注意：大多数 macOS 和 Linux 系统都安装了 Python。如果您使用的是 Windows，您可以查看Python 安装指南。

如果您没有得到表单的结果，则Python 3.x有两种选择：

• 如果此命令返回一个Python 2.x版本，则需要python3与本教程一起使用
• 如果出现Unknown command错误，请尝试运行python3，如果出现其他错误，请按照 Python 安装指南进行操作

您可以python3通过检查其版本来证明二进制文件的存在：

python3 --version

Python 3.9.5

注意：如果上面的命令有效，你需要运行python3而不是python.

既然您知道在您的机器上运行哪个 Python 命令，让我们进入虚拟环境。

内置venv模块

让我们使用内置的 Python venv 模块来创建您的第一个虚拟环境。

注意：要使用此模块，您需要在系统中安装 Python 3.3 或更高版本。

要使用 来创建 Python 虚拟环境venv，请键入以下命令：

python -m venv virt1

注意：该-m标志表示 Python 正在将内置venv模块作为脚本运行。

这将创建一个名为 的虚拟环境virt1，但这只是一个参数。您可以使用您想要的任何名称创建虚拟环境。

virt1目录中安装的所有内容都不会影响全局包或系统范围的安装，从而避免依赖冲突。

激活虚拟环境

重要的是要知道每次我们想要使用创建的虚拟环境时，我们都需要使用以下命令激活它：

source virt1/bin/activate

这不适用于每个系统，因此您可以查看下表以清楚了解要使用的命令：

注意：$POSIX 上的符号和Windows 上的C:>,PS C:>符号不是命令的一部分。

您可能会注意到，我在 POSIX（macOS 和 Linux）中使用了 bash shell，这就是我运行上述命令的原因。

创建环境后

一旦虚拟环境被激活，终端提示就会发生一些变化。

活化环境

以下命令可让您停用虚拟环境：

deactivate

请注意您的终端提示如何再次更改。

停用环境

现在再次激活您的虚拟环境并使用which命令检查正在使用的 Python 二进制文件：

source virt1/bin/activate
which python

如果一切正常，您应该得到类似于以下输出的内容：

/home/daniel/tests/python-tests/venvs/virt1/bin/python

如果您deactivate和which您还是应该得到不同的结果：

deactivate
/usr/bin/python

这是因为，在虚拟环境中工作时，正在使用放置在该环境中的二进制副本。这同样适用于包。

使用虚拟环境进行 Pip

尽管这不是 pip 指南，但重要的是展示 pip 和虚拟环境之间的工作流程。

pip——其名称代表“Pip Installs Packages”——是一个用于安装和管理 Python 包的包管理器。

当您想将项目分发给其他人时，它非常有用，因为它允许其他开发人员 - 和最终用户 - 一目了然地安装项目的所有依赖项。

例如，开发人员可以激活一个虚拟环境，然后运行以下命令来安装项目的依赖项：

pip install -r requirements.txt

这requirements.txt是包含所有项目依赖项的文件 - 包的特定版本。

要生成项目的依赖项文件，您可以运行以下命令：

pip freeze > requirements.txt

如果要安装特定版本的包，可以运行pip install后跟包名、双等号 ( ==) 及其版本：

pip install package==version

在其他情况下，我们也可以从我们的机器（或虚拟环境）中卸载一个包：

pip uninstall some-package-name

虚拟环境

Virtualenv 是一个用于创建虚拟环境的外部包。实际上，Python 内置venv是它的一个子集，因此virtualenv具有比我们看到的第一个选项更多的功能。您可以在官方文档中了解更多关于virtualenv优势venv的信息。

现在，让我们使用以下命令安装virtualenvpip（确保您已停用前一个venv）：

pip install virtualenv

这个工具的工作原理类似于venv，所以让我们通过创建另一个虚拟环境来测试它：

virtualenv virt2

注意：deactivate在运行上述命令之前，请确保您的其他环境。

与 一样venv，我们必须在使用之前激活虚拟环境：

source virt2/bin/activate

如果我现在安装最新版本的请求，它将仅安装在虚拟环境中venv2：

pip install requests

上述命令产生以下输出：

Collecting requests
 ...
Installing collected packages: urllib3, idna, chardet, certifi, requests
Successfully installed certifi-2021.5.30 chardet-4.0.0 idna-2.10 requests-2.25.1 urllib3-1.26.5

如果我运行pip freeze打印所有已安装软件包列表的命令，我会得到这个：

certifi==2021.5.30
chardet==4.0.0
idna==2.10
requests==2.25.1
urllib3==1.26.5

如您所见，我获得的唯一包是最新版本的requests （在撰写本文时）及其依赖项。

其他 Virtualenv 功能

我们可以在使用该-p标志的同时virtualenv使用全局安装在机器上的特定版本的 Python。

例如，virt2如果您的机器上安装了 Python3，则可以使用以下命令创建包含 Python3的虚拟环境：

virtualenv -p /usr/bin/python3 virt2

要删除虚拟环境，您可以rm -r像处理要删除的任何其他目录一样使用该命令：

rm -r virt2

您可以在官方文档中了解有关 virtualenv CLI 界面高级用法的更多信息。

虚拟包装器

Virtualenvwrapper提供了非常有用的命令，通过将它们全部组织在一个简单的地方，使使用虚拟环境变得更加容易。

与 virtualenv 一样，它可以通过 pip 轻松安装。

pip install virtualenvwrapper

这将virtualenvwrapper.sh在您的 ~/.local/bin/目录中创建一个 shell 文件。此文件夹用于存储包二进制文件，让您可以直接从终端使用 Python 包。

在使用 virtualenvwrapper 之前，您需要编辑您的 shell 配置文件。由于我使用的是 bash shell，因此我会将以下内容附加到 .bashrc位于我的主目录中的文件中：

cat <<EOT>> ~/.bashrc
# Virtualenwrapper settings
export VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON=/usr/bin/python
export VIRTUALENVWRAPPER_VIRTUALENV=~/.local/bin/virtualenv
export WORKON_HOME=$HOME/.virtualenvs
export PROJECT_HOME=$HOME/Documents
source ~/.local/bin/virtualenvwrapper.sh
EOT

这将追加 - 在文件末尾写入 - 上述内容到.bashrc文件中。如果上面的命令不起作用，请打开文件并手动修改它。

将VIRTUALENVWRAPPER_PYTHON指向您的计算机的二进制的Python。您可以使用以下命令进行检查（无需激活任何虚拟环境）：

which python

/usr/bin/python # My result

确保.bashrc根据您的 Python 二进制路径修改文件。

注意：如果您使用的是 Windows，则可以使用virtualenvwrapper-win。

然后，我们.bashrc通过运行以下命令，使用我们对文件所做的更改重新加载 bash shell ：

source ~/.bashrc

现在，该mkvirtualenv命令可用于轻松创建默认情况下放置在此文件夹中的新环境：

mkvirtualenv sitepoint

您可以sitepoint通过输入WORKON_HOME路径来查看虚拟环境文件夹，我们在上面定义为$HOME/.virtualenvs：

ls ~/.virtualenvs

sitepoint # Virtual env folder

要获取 virtualenvwrapper 创建的所有虚拟环境的列表，您可以workon不带参数运行以下命令：

workon

sitepoint # My result

我们可以借助以下workon命令轻松激活虚拟环境：

workon sitepoint

停用虚拟环境的命令与我们之前使用的命令相同：

deactivate

在不同的虚拟环境之间切换非常容易。例如，到workon另一个虚拟环境：

workon another_virtualenv

要删除虚拟环境，rmvirtualenv应使用以下命令：

rmvirtualenv sitepoint

结论

在本教程中，您了解了每个 Python 开发人员都应该掌握的基本工作流程。虚拟环境是任何协作Python 项目的重要组成部分，您可以通过使用它们立即提高工作效率。