virtualenv/venv 和 pip

大部分試圖簡化 Python 虛擬環境和依賴管理工作流程的新工具都不夠穩定，繼續使用 virtualenv/venv 和 pip 這樣的底層工具也是一個不錯的選擇，而且大多數人也是這么做的。它們雖然用起來有一點麻煩，但至少更可靠。

基本概念

下面是一些基本概念：

• PyPA：指 Python Packaging Authority，一個維護 Python 打包相關項目的小組，相關項目具體見 https://github.com/pypa。
• pip：Python 包安裝器。
• virtualenv：Python 虛擬環境管理工具。
• venv：Python 標准庫內置的虛擬環境管理工具，Python 3.3 加入，Python 3.5 開始作為管理虛擬環境的推薦工具，用法類似 virtualenv。如果你使用 Python 3，推薦使用 venv 來替代 virtualenv。

使用 virtualenv/venv 管理虛擬環境

venv 模塊

如果你使用 Python 3（具體說是 Python 3.3 及以上版本），推薦使用標准庫內置的 venv 模塊替代 virtualenv，兩者的使用方式基本相同，唯一不同的是創建虛擬環境的方式。

如果你使用 Python 2，那就只能選擇 virtualenv，你需要額外安裝它。我先假設你已經安裝了 pip，因為在 Python 2 >=2.7.9 或 Python 3 >=3.4 這些版本的 Python 會一並安裝 pip，其他版本可以參考文檔的安裝部分。在 Windows 下使用下面的命令安裝 virtualenv：

$ pip install virtualenv

其他操作系統可以使用下面的命令安裝：

$ sudo pip install virtualenv

盡管不推薦使用 sudo pip 的方式安裝 Python 包，但這仍然是最簡單和統一的方式。更安全的方式是使用系統包管理器來安裝，或是使用 pip --user 方式安裝。

創建虛擬環境

假設我們的項目名叫 snow，創建對應的文件夾然后切換到根目錄：

$ mkdir snow
$ cd snow

如果使用 venv，那么使用下面的命令創建虛擬環境，其中 snow-venv 是虛擬環境的名字，也作為創建的虛擬環境文件夾名稱，你可以自由修改（通常會使用 venv 或 env 作為虛擬環境名）：

$ python -m venv snow-venv

如果使用 virtualenv，則使用下面的命令：

$ virtualenv snow-venv

這會在當前目錄創建名為 snow-venv 的虛擬環境文件夾，你需要把這個文件夾名稱加入 .gitignore 文件以便讓 Git 忽略。

激活虛擬環境

通過執行對應的激活腳本來激活虛擬環境，不同操作系統的激活命令（激活腳本及路徑）有一點不同。Windows（CMD.exe）使用下面的命令激活：

$ snow-venv\scripts\activate

Linux 和 macOS（bash/zsh）使用下面的命令：

$ source snow-venv/bin/activate

或：

$ . snow-venv/bin/activate

類似的，其他終端程序可以執行對應的激活腳本來激活虛擬環境。

激活虛擬環境以后，命令行提示符前會顯示當前虛擬環境的名字：

(snow-venv) $

使用 deactivate 命令可以退出虛擬環境。

使用 pip 管理依賴

簡單列一下基本用法，雖然大部分人都很熟悉了……以 Flask 為例，首先是安裝依賴：

(snow-venv) $ pip install flask

更新依賴：

(snow-venv) $ pip install --upgrade flask

或是：

(snow-venv) $ pip install -U flask

卸載依賴：

(snow-venv) $ pip uninstall flask

除此之外，還有 pip show flask 命令可以查看某個依賴的詳細信息，pip list 列出所有依賴。

下面的命令可以手動生成依賴列表：

(snow-venv) $ pip freeze > requirements.txt

如果你需要手動開發依賴和生產依賴，可以手動把開發相關的依賴放到單獨的文件，比如 requirements-dev.txt。

當你需要在新的機器創建程序運行環境時，（創建虛擬環境后）只需要使用下面的命令從依賴文件安裝所有依賴：

(snow-venv) $ pip install -r requirements.txt

如果安裝包的時候速度太慢，可以考慮設置 PyPI 國內鏡像，具體參考這篇文章。

從其他工具遷移回來

如果你想從 Pipenv 遷移回來，方法很簡單，只需要生成一個 requirements.txt 文件即可。使用下面的命令生成一般依賴列表：

$ pipenv lock -r

使用下面的命令輸出開發依賴列表：

$ pipenv lock -r --dev

然后手動把兩個命令的輸出保存為 requirements.txt 和 requirements-dev.txt。

從 Poetry、Conda 等其他工具遷移回來可以使用 pipreqs 來生成 requirements.txt，它會基於項目代碼的導入語句來生成依賴列表。

在下一篇文章，我會介紹一些輔助工具來搭配 virtualenv/venv+pip 使用，讓虛擬環境和依賴管理更方便，比如 virtualenvwrapper、pip-tools 等。