如何通過虛擬環(huán)境有效管理Python第三方庫

郭偉強

Python語法簡潔，零基礎都可以學;python數(shù)據(jù)結構豐富，它提供了列表、元組、字典以及Numpy下的數(shù)組、Pandas等;Python是一款免費的編程語言，它提供源碼，可以根據(jù)自己的需要改寫代碼從而實現(xiàn)自己想要的結果;Python是一種多范式語言，它支持多種編程風格，這使得它的通用性極強，現(xiàn)在使用Python是IT行業(yè)的一種趨勢。但是，作為初學者，我們還是會遇到一些問題，本文將詳細講解并分析出現(xiàn)問題時我們該如何解決。

一、配置虛擬環(huán)境

1.虛擬環(huán)境

虛擬環(huán)境是一個虛擬化、從電腦獨立出來的環(huán)境。每個Python虛擬環(huán)境都有一個獨立的Python解釋器、一套獨立的Python標準庫，還有一套獨立的工具和第三方庫。虛擬環(huán)境雖小，但什么都能做。虛擬環(huán)境之間相互獨立，互不干擾，當我們進入某個虛擬環(huán)境，下載并安裝某個庫，相應的庫也只會對這個虛擬環(huán)境起作用。

2.虛擬環(huán)境的意義

在實際項目開發(fā)中，我們通常會根據(jù)自己的需求下載不同的第三方庫，但是每個項目使用的第三方庫可能不一樣，或使用的版本不一樣，這就需要不斷更新或卸載相應的庫。

問題一：項目A需要某個模塊的1.0版本，項目B需要這個模塊的2.0版本。如果沒有安裝虛擬環(huán)境，使用這兩個項目時，就需要來回卸載安裝，這樣很容易給項目帶來錯誤。

問題二：以前開發(fā)的項目需要在Python2.7環(huán)境下運行，而現(xiàn)在的項目需在Python3環(huán)境中運行，如果不使用虛擬環(huán)境，這兩個項目有可能無法同時使用，使用Python3則之前的項目無法運行，反之則新項目運行有麻煩。如果分別為這兩個項目配置不同的虛擬環(huán)境，就可以很好地解決這個問題。

問題三：項目1需要pymysql模塊、requests模塊，而項目2需要numpy模塊與pandas模塊。

問題四：當所有的項目都使用同一個Python運行環(huán)境時，也會產(chǎn)生第三方庫的版本沖突（見圖1）。

二、確定虛擬環(huán)境的路徑

1.Python運行環(huán)境（對應于Python的安裝目錄）

安裝目錄下有Python解釋器、Python標準庫、工具（pip、easy-install等），在site-packages目錄中，安裝的所有第三方庫及其版本，例如pygame（1.9.6）、requests（2.22.0）、pymysql（0.81）、numpy（1.18.1）等。

2.虛擬環(huán)境的Python運行環(huán)境（根據(jù)Python的安裝目錄虛擬出來）

假設有3個項目，都要用到mysql數(shù)據(jù)庫，但是他們的版本不一樣，這時候我們就可以在各個項目的目錄下創(chuàng)建各自的虛擬環(huán)境，每個虛擬環(huán)境下都有單獨的Python解釋器、Python標準庫、工具（pip、easy-install等）。因此，我們只需要根據(jù)項目需求安裝不同版本的pymysql就可以實現(xiàn)。

3.確定當前Python解釋器對應的Python安裝目錄

在windows系統(tǒng)下，當前Python解釋器的完整路徑是where python的執(zhí)行結果中的第一行，對應的Python安裝目錄是完整路徑中＼python.exe前面的部分。

三、安裝virtualenv

1.virtualenv

（1）virtual的意思是“虛擬的”。

（2）env是“environment”的縮寫，意思是“環(huán)境”。

（3）virtualenv即“虛擬環(huán)境”。

2.通過工具pip下載安裝

在windows下，打開命令提示符窗口，輸入命令pip install virtualenv就可以安裝。Python使用pip方法安裝第三方庫時，默認情況下，需要從https：//pypi.org/資源庫中下載，由于安裝源在國外，可能下載速度慢，甚至無法下載，這時，我們可以通過國內源安裝相應的庫，有以下兩種方式。

（1）臨時使用國內源安裝。

pip install virtualenv -i http：//pypi.douban.com/simple/

pip install -i http：//pypi.douban.com/simple/ virtualenv

如果提示不可信，則將網(wǎng)站設置為受信任。

pip install virtualenv -i http：//pypi.douban.com/simple/ --trusted-host pypi.douban.com

pip install -i http：//pypi.douban.com/simple/ --trusted-host pypi.douban.com virtualenv

#此參數(shù)“--trusted-host”表示信任，如果上一個提示不受信任，就使用這個。

（2）永久使用國內源安裝。

①新建pip配置文件夾，直接在user用戶目錄中創(chuàng)建一個名為pip的文件夾（即%HOMEPATH%＼pip）。

②接著在pip文件夾中創(chuàng)建一個名為pip的文本文件（后綴名由“.txt”改為“ini”），這里以豆瓣網(wǎng)為例，文件內容如下：

[global]

index-url = https：// pypi.douban.com/simple

[install]

trusted-host = https：// pypi.douban.com

# trusted-host 此參數(shù)是為避免麻煩，否則使用時可能會提示不受信任。

（3）安裝好后，輸入virtualenv--version命令測試安裝是否成功。

（4）常用的國內源有：清華大學，https：//pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple;阿里云，http：//mirrors.aliyun.com/pypi/simple/;豆瓣，http：//pypi.douban.com/simple/。

四、使用virtualenv

1.創(chuàng)建虛擬環(huán)境

（1）在創(chuàng)建虛擬環(huán)境之前，首先要確定好被創(chuàng)建的虛擬環(huán)境所在的目錄，然后在命令提示符窗口或終端窗口中切換到該目錄。

（2）創(chuàng)建虛擬環(huán)境的語法是virtualenv 虛擬環(huán)境的名稱。如果存在多個Python解釋器，可以選擇指定一個Python解釋器（比如“virtualenv –p /uar/bin/python3.7 MyVirEnv，-p后為指定的Python解釋器），沒有指定則由系統(tǒng)默認的解釋器來搭建。另外，如果在創(chuàng)建虛擬環(huán)境時繼承系統(tǒng)第三方庫，可以使用命令virtualenv --system-site-packages MyVirEnv，參數(shù)--system-site-packages 指定創(chuàng)建虛擬環(huán)境時繼承系統(tǒng)第三方庫。

虛擬環(huán)境建好之后，會在項目目錄下面自動創(chuàng)建一個名為MyVirEnv的虛擬環(huán)境目錄。它是一個獨立的Python運行環(huán)境，包含Python可執(zhí)行文件以及pip庫，可以直接安裝第三方庫。不過已經(jīng)安裝到系統(tǒng)Python環(huán)境中的第三方庫不會被復制過來，這樣，我們就可以得到一個不帶任何第三方庫的“干凈”的Python運行環(huán)境。

2.激活虛擬環(huán)境

首先要切換到虛擬環(huán)境MyVirEnv目錄下的Scripts，然后執(zhí)行activate，最后用pip list 查看當前虛擬環(huán)境下所安裝的第三方庫。

3.應用虛擬環(huán)境

激活虛擬環(huán)境后，當前的Python解釋器就是該虛擬環(huán)境中的Python解釋器;當前的pip、pip3和easy_install等工具就是該虛擬環(huán)境中的相應工具;當前的第三方庫就是該虛擬環(huán)境中的第三方庫。

4.刪除虛擬環(huán)境

在某個虛擬環(huán)境中完成操作后，如果想退出該虛擬環(huán)境，就需要反激活該虛擬環(huán)境。操作方法：當前目錄可以是任意一個目錄，執(zhí)行deactivate命令，當前路徑的最前面的小括號以及小括號中虛擬環(huán)境的名稱會自動消失。另外，當前的Python解釋器就是Python的安裝目錄中的Python解釋器，當前的pip、pip3和easy_install等工具就是Python的安裝目錄中的相應工具，當前的第三方庫就是Python的安裝目錄中的第三方庫。具體結構如圖2所示。

五、不同系統(tǒng)之間的項目轉移

問題一：在電腦A上的虛擬環(huán)境中正常運行的某個Python項目，如何保證它在電腦B上也可以正常運行呢？

問題二：如果兩臺電腦的操作系統(tǒng)不一樣，那么電腦A中的虛擬環(huán)境在電腦B中是無法使用的，如果項目使用了虛擬環(huán)境中的很多第三方庫，就會導致虛擬環(huán)境的體積較大，不方便拷貝。

解決方法：在電腦A上，對于項目使用的虛擬環(huán)境中的所有第三方庫，形成一個名稱和版本的列表，存放在某個文件中;把電腦A上的項目和文件拷貝到電腦B上;在電腦B上新建一個虛擬環(huán)境，并根據(jù)文件把項目使用的第三方庫都下載和安裝到虛擬環(huán)境中。

我們可以使用pip freeze>requirements.txt將依賴包的信息進行保存，使用這條命令后，目錄下會多出一個requirements.txt文件。當我們將項目目錄轉移至目的系統(tǒng)后，重建并激活虛擬環(huán)境（Python版本需一致），在項目目錄下執(zhí)行命令pip install -r requirements.txt即可獲得與之前開發(fā)時相同的依賴包和相同的環(huán)境。

六、在PyCharm中使用virtualenv

創(chuàng)建一個純Python項目，選中單選按鈕New environment using，默認是通過Virtualenv創(chuàng)建虛擬環(huán)境。在PyCharm中使用virtualenv比較方便，不需要手動激活虛擬環(huán)境，關聯(lián)虛擬環(huán)境后可以直接在虛擬環(huán)境中進行操作。

責任編輯 陳春陽