Python虚拟环境介绍

以你之姓@ 2022-05-09 00:28 270阅读 0赞

在使用Python语言的时候我们使用pip来安装第三方包，但是由于pip的特性，系统中只能安装每个包的一个版本。但是在实际项目开发中，不同项目可能需要第三方包的不同版本，Python的解决方案就是虚拟环境。顾名思义，虚拟环境就是虚拟出来的一个隔离的Python环境，每个项目都可以有自己的虚拟环境，用pip安装各自的第三方包，不同项目之间也不会存在冲突。创建虚拟环境需要一些工具，本文将会介绍这些工具。

## Virtualenv ##

在这其中最经典的就是virtualenv了，它大概是使用最广泛的虚拟环境工具了，同时支持Python 2和Python 3. 当然现在Python 3有个新的工具venv，将在后面介绍。

### 安装 ###

最简单的安装方法当然是用pip安装了：

pip install virtualenv

### 创建虚拟环境 ###

virtualenv安装好之后，就可以创建虚拟环境了，其中ENV是要创建的虚拟环境的路径：

virtualenv ENV

这会创建`ENV/lib/`、`ENV/include`、`ENV/bin`（Windows系统下是`ENV/Scripts`）几个文件夹，它们共同构成了一个完整的Python环境。在`ENV/lib/`中有pip等工具用于安装第三方包，它们和系统中已安装的Python互不关联。

这里有一个额外参数`--system-site-packages`，如果在创建虚拟环境的时候使用该参数，虚拟环境会继承主环境的所有第三方包。如果你希望虚拟环境和主环境独立，就不要用这个参数。

要激活创建的虚拟环境，需要执行虚拟环境其中的activate脚本（注意Windows系统和Linux系统间的差别）：

\path\to\env\Scripts\activate

这样一来就进入到虚拟环境中去了，此时所有的Python命令和安装的pip包，全部都在虚拟环境中，不会影响主Python环境。  
![虚拟环境][1240]

要退出虚拟环境，执行以下命令即可。

\path\to\env\Scripts\deactivate

Windows系统下，如果要使用Powershell首先要更新一下脚本执行策略。

PS C:\> Set-ExecutionPolicy AllSigned

然后执行`activate.ps1`脚本，就可以进入虚拟环境。  
![Powershell截图][Powershell]

### 删除虚拟环境 ###

非常简单，直接把目录删了就完事了。

virtualenv还有额外一些特性，例如配置文件、扩展能力等，这里就不介绍了，想了解更多，可以参考[官方文档][Link 1]。

## venv ##

在Python 3中，Python标准库终于有了自己的虚拟环境包，这就是venv，由于它只能在Python 3上使用，所以流行程度不高。但是由于它是新开发的包，并吸收了virtualenv的优点，而且是自带的，所以如果你确定只在Python 3环境中使用，可以考虑使用venv。

在Python 3.3和3.4中，曾经还有一个名为pyvenv的包，不过在Python 3.6中已经过时了。现在如果要创建虚拟环境的话，建议只使用venv。

### 创建虚拟环境 ###

和virtualenv类似，指定虚拟环境的目录即可。

python3 -m venv /path/to/new/virtual/environment

和virtualenv类似，也会创建那几个目录。不过venv还会创建一个配置文件`pyvenv.cfg`，表明主环境和虚拟环境的一些属性，该文件内容如下：

home = C:\Program Files\Python37
    include-system-site-packages = false
    version = 3.7.0

其他终端用法和virtualenv也一样，就不介绍了。  
![venv虚拟环境][venv]

virtualenv和venv作为命令时的使用方法差不多，但是假如要作扩展的话，差距可能就比较大了，不过这篇文章只介绍一些简单用法。关于venv的详细介绍，可以参考官方文档[12. Virtual Environments and Packages][]以及[PEP 405][]。

## pyenv ##

本文标题是介绍虚拟环境的，所以到此应该结束了。不过由于Python还有一些也叫XXenv的包容易混淆，所以在此也做一些介绍。

首先就是pyenv，注意它名字没有带v，所以不是创建虚拟环境的，它是用来管理多版本Python的。pyenv通过在系统环境变量之前插入一个“垫片”路径来达到切换Python版本的目的。利用pyenv，我们可以同时拥有多个不同版本间的Python，可以利用一条命令在不同Python环境中切换，非常方便。

因为我已经写了一篇文章专门介绍pyenv，这里就不重复了。

## pipenv ##

pipenv大概是这几个包中最新的一个了，它模仿npm等的打包工具，集创建虚拟环境和依赖管理于一身。很有意思的一点就是[pipenv官网][pipenv]第二句介绍，Windows系统作为一等公民来支持。pipenv的作者也很有名，他就是大名鼎鼎的[Kenneth Reitz][]巨佬，他的名字你可能不太熟悉，但是他的作品requests、requests-html等你肯定听说过。pipenv底层使用了virtualenv等工具创建虚拟环境，而且还可以和pyenv来配合使用。

pipenv有两大功能：

*  创建虚拟环境。pipenv可以用系统中已安装的Python来创建虚拟环境，而且只需要一条命令就可以将虚拟环境切换到其他版本，并自动重新安装那些依赖包。由于pipenv只能搜索已安装的Python，所以可能需要和pyenv配合使用。
 *  依赖管理。pipenv通过`Pipfile`和lock文件来管理依赖，当用pipenv安装第三方包的时候，依赖信息会保存到配置文件中，当项目部署在其他位置时，可以快速恢复完整的环境。

此外pipenv还有一些特色功能，例如终端彩色输出、显示依赖图等功能。由于pipenv确实好用，很多公司已经开始使用了。例如heroku在部署Python项目的时候就要求Python项目必须使用pipenv。关于pipenv的具体用法，我也写了一篇文章了介绍，这就不赘述了。

[1240]: /images/20220509/b1e64d8415ac4dc785ae692c886e4201.png
[Powershell]: /images/20220509/b44b98d2f5834d95bcf1e1f3fb0e5421.png
[Link 1]: https://virtualenv.pypa.io/en/stable/reference/#
[venv]: /images/20220509/c997e0310b02415589307bf1fbd8ff28.png
[12. Virtual Environments and Packages]: https://docs.python.org/3/tutorial/venv.html
[PEP 405]: https://www.python.org/dev/peps/pep-0405
[pipenv]: https://pipenv.readthedocs.io/en/latest/
[Kenneth Reitz]: http://kennethreitz.org/