12. Виртуальные окружения и пакеты

12.1. Введение

Python приложения часто используют пакеты и модули, не входящие в стандартную библиотеку. Приложениям иногда нужна специфичная версия библиотеки, потому что приложение может требовать, чтобы конкретная ошибка была исправлена или приложение может быть написано, используя устаревший версию интерфейса библиотеки.

Это означает, что иногда невозможно для одной установки Python соответствовать каждому приложению. Если приложение A требует версию 1.0 некого модуля, а приложение B требует версию 2.0, то требования конфликтуют и установка либо версии 1.0, либо 2.0 оставит одно из приложений нерабочим.

Решение этой проблемы заключается в создании виртуального окружения, отдельное дерево каталогов, которое содержит инсталляцию Python для конкретной версии Python, плюс ряд дополнительных пакетов.

Различные приложения могут тогда использовать различные виртуальные окружения. Для разрешения предыдущей проблемы конфликтующих требований приложение A может иметь свое собственное окружение с установленной версией 1.0, в то время как приложение B имеет другое виртуальное окружение с версией 2.0. Если приложение B требует обновить библиотеку до версии 3.0, то это не повлияет на окружение приложения A.

12.2. Создание виртуальных окружений

Модуль для создания и управления виртуальными окружениями называется venv. venv обычно устанавливает самую последнюю версию Python, которая доступна. Если у вас есть несколько версий Python на вашей системе, то вы можете выбрать конкретную версию Python, выполнив python3 или какую версию вы хотите.

Чтобы создать виртуальную среду, выберите каталог, в который необходимо поместить ее, и запустите модуль venv как сценарий с путём к каталогу:

python3 -m venv tutorial-env

При этом будет создан каталог tutorial-env, если он не существует, а также создать внутри нее каталоги, содержащие копию Python интерпретатор, стандартная библиотека и различные вспомогательные файлы.

Общее расположение каталога для виртуальной среды .venv. Это имя сохраняет каталог скрытым в оболочке и, таким образом, отходит от пути, давая ему имя, объясняющее, почему каталог существует. Это также, предотвращает конфликты с файлами определений переменных среды .env поддерживаемыми некоторыми инструментами.

После создания виртуального окружения его можно активировать.

На Windows, выполните:

tutorial-env\Scripts\activate.bat

На Unix или MacOS, выполните:

source tutorial-env/bin/activate

(Этот скрипт написана для оболочки bash. Если используется csh или fish оболочки, ито существуют альтернативы activate.csh и activate.fish, которые вам следует использовать вместо этого.)

Активируя виртуальное окружение вы изменяете ваше приглашение оболочки, чтобы показывать, какое виртуальное окружение вы используете, и модифицируете это окружение так, что запуск python даст ваш конкретную версию и установку Python. Например:

$ source ~/envs/tutorial-env/bin/activate
(tutorial-env) $ python
Python 3.5.1 (default, May  6 2016, 10:59:36)
  ...
>>> import sys
>>> sys.path
['', '/usr/local/lib/python35.zip', ...,
'~/envs/tutorial-env/lib/python3.5/site-packages']
>>>

12.3. Управление пакетами с помощью pip

Вы можете установить, обновить и удалить пакеты, используя программу с именем pip. По умолчанию pip установит пакеты из Пакетного Индекса Python. Вы можете просмотреть Пакетный Индекс Python, перейдя на него в веббраузере, или вы можете использовать ограниченную поисковую возможность pip:

(tutorial-env) $ pip search astronomy
skyfield               - Элегантная астрономия для Python
gary                   - Галактическая астрономия и гравитационная динамика.
novas                  - Библиотека астрономии NOVAS военно-морской обсерватории США
astroobs               - Предоставляет астрономические эфемериды для планирования наблюдений с помощью телескопа
PyAstronomy            - Коллекция инструментов для Python, связанных с астрономией.
...

pip имеет ряд подкоманд: «search», «install», «uninstall», «freeze», и т. д. (См. руководство по Установке Python модулей для получения полной документации по pip.)

Вы можете установить самую последнюю версию пакета, указав имя пакета:

(tutorial-env) $ pip install novas
Collecting novas
  Downloading novas-3.1.1.3.tar.gz (136kB)
Installing collected packages: novas
  Running setup.py install for novas
Successfully installed novas-3.1.1.3

Вы также можете установить конкретную версию пакета, указав за именем пакета == и версию пакета:

(tutorial-env) $ pip install requests==2.6.0
Collecting requests==2.6.0
  Using cached requests-2.6.0-py2.py3-none-any.whl
Installing collected packages: requests
Successfully installed requests-2.6.0

Если вы снова запустите эту команду, pip заметит, что запрашиваемая версия уже установлена, и ничего не сделает. Вы можете установить отличную версию пакета, чтобы получить ее, или вы можете выполнить pip install --upgrade для обновления пакета до последней версии:

(tutorial-env) $ pip install --upgrade requests
Collecting requests
Installing collected packages: requests
  Found existing installation: requests 2.6.0
    Uninstalling requests-2.6.0:
      Successfully uninstalled requests-2.6.0
Successfully installed requests-2.7.0

pip uninstall вместе с одним или больше именами пакетов удалит пакеты из виртуального окружения.

pip show покажет информацию о конкретном пакете:

(tutorial-env) $ pip show requests
---
Metadata-Version: 2.0
Name: requests
Version: 2.7.0
Summary: Python HTTP for Humans.
Home-page: http://python-requests.org
Author: Kenneth Reitz
Author-email: me@kennethreitz.com
License: Apache 2.0
Location: /Users/akuchling/envs/tutorial-env/lib/python3.4/site-packages
Requires:

pip list отобразит все установленные пакеты в этом виртуальном окружении:

(tutorial-env) $ pip list
novas (3.1.1.3)
numpy (1.9.2)
pip (7.0.3)
requests (2.7.0)
setuptools (16.0)

pip freeze выведет похожий список установленных пакетов, но вывод использует формат, который ожидает pip install. Обычное соглашение — сохранить этот список в файле requirements.txt:

(tutorial-env) $ pip freeze > requirements.txt
(tutorial-env) $ cat requirements.txt
novas==3.1.1.3
numpy==1.9.2
requests==2.7.0

Затем requirements.txt может быть помещен в систему контроля версий и поставляться как часть приложения. Пользователи тогда могут установить все необходимые пакеты с install -r:

(tutorial-env) $ pip install -r requirements.txt
Collecting novas==3.1.1.3 (from -r requirements.txt (line 1))
  ...
Collecting numpy==1.9.2 (from -r requirements.txt (line 2))
  ...
Collecting requests==2.7.0 (from -r requirements.txt (line 3))
  ...
Installing collected packages: novas, numpy, requests
  Running setup.py install for novas
Successfully installed novas-3.1.1.3 numpy-1.9.2 requests-2.7.0

pip обладает множеством других опций. Смотрите полную документацию по Установке модулей Python. Когда вы написали пакет и хотите сделать его доступным в Пакетном Индексе Python (PyPI), см. руководство Распространение Python модулей.