常用的 Python 工具：使用 virtualenv、使用 Pip 进行安装和管理包

简介

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在使用 Python 进行应用程序开发时，经常会听到一些工具在各个地方或开源代码中被频繁提及。尽管这些工具被广泛使用，但有时很难找到一个好的手册来逐步指导你，而这对于熟悉这些重要且必需的工具至关重要。

在这篇 DigitalOcean 文章中，我们旨在向您介绍不仅基础知识，还有在实际场景中使用这些流行的 Python 工具和项目的逻辑。我们将从下载和安装一些常见的库开始，设置和使用虚拟环境（使用 virtualenv），以及管理自己应用程序的开发和生产所需的包。

本文旨在面向初学者以及那些希望获得更深入知识的人。如果您想了解更多，请随时在下面的评论部分提出建议。

Python 在 CentOS 上

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请记住，如果您使用的是 CentOS/RHEL 系统，应避免使用操作系统自带的默认 Python 解释器。相反，您应该选择自己安装 Python。

如果您还没有这样做，并且想了解如何操作，请参阅我们的教程：在开始之前，请查看我们的教程：在 CentOS 6.4 上设置 Python 2.7.6 和 3.3.3。

同样，在 CentOS 上使用自定义 Python 安装安装 pip 和 virtualenv，您可以按照该文章中的说明进行操作。

Python 和包

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尽管 Python 应用程序可以由单个文件构成，通常它们由一系列函数、对象（类）、方便的工具和当然，分布在多个文件中的变量组成，这些文件被放置在模块中。这些模块一起组成了所谓的**包**。

传统的安装包的方式涉及首先找到它，然后下载。这听起来很简单，因为实际上在 Python 中许多事情都是如此，但它并不完美。

当文件准备好并解压缩后，使用**distutils**模块，您可以通过调用 setup.py 来安装它：

安装包的示例：

 # 示例：cd [包名]
 cd a_package
 python setup.py install
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distutils（分发工具）是用于打包和分发代码的工具集。它默认与 Python 一起提供（即包含在标准库中）。

尽管上述过程的简单性，如果在安装抽象化的挑战存在于流程的其他地方，那么它就没有用处：查找和管理它们。这就是包管理通过工具进行的地方 - 带来了许多好处，比如：

• 卸载（例如 pip uninstall package_x），
• 版本控制（例如 pip install django==x），
• 以及自动依赖管理（因为包可能依赖于其他包）。

包管理

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Python 中的包可以是工具、库、框架和应用程序。鉴于该语言的流行和美丽，有成千上万的包可供您为自己的项目使用。

包管理工具

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最常见的 Python 包管理器是**pip和easy_install**。它们都旨在帮助用户完成以下任务：

• 下载、安装和卸载
• 构建
• 管理 Python 包等等

从外部看，它们两者可能看起来做着相同的事情，它们对共同库**setuptools**的依赖增加了这种观念。

然而，在这种情况下，隐藏在眼前的东西使得它们之间存在差异 - 而且还有很多差异。

pip vs easy_install

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为此任务创建的第一个工具是easy_install。尽管与手动操作相比，它是一种解脱和愉悦，但随着时间的推移，它在某些方面已被证明存在问题。这为pip的开发创造了基础，它是另一个包管理器。

pip（由项目本身定义）是easy_install的替代品，相比前者带来了许多优点，包括但不限于：

• 在安装之前下载所有内容
• 在过程中提供有用的反馈
• 保持正在执行的操作历史记录
• 提供有用的错误消息，遵循 Python 传统
• 与**virtualenv**相辅相成，并且与之非常良好地配合

要了解有关pip的更多信息，请考虑阅读其介绍，位于 PyPI 包索引，点击此处。

详细的 pip 使用方法

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在本节中，我们将讨论获取pip的必要依赖项，安装其最新版本，然后逐步介绍其提供的核心功能，如安装、卸载、冻结和管理要求。

我何时会使用pip？

正如在介绍中承诺的那样，我们旨在为您提供真实场景的示例。

想象一下，您正在开发一个小型应用程序。您已经制定了一项路线图，一切都进行得很顺利。然后，您发现了一个库（或模块），如果将其包含在您的应用程序中，它可以帮助您很多。您可以按照我们所解释的传统方式进行下载。但是，一旦您不仅需要处理一个包，而是 3 个、4 个甚至 20 个包，这个过程就变得繁琐。包括管理它们（例如更新、卸载、替换、使用不同版本），您可以看到您需要处理的问题，而使用pip，这些问题就变得多余。

安装 pip

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为了安装 pip，我们首先需要处理它的依赖关系。不过不用担心，这很容易。

setuptools

正如上面所解释的，pip 的一个依赖是 setuptools 库。它建立在 Python 的 分发工具 工具集（称为 distutils）的（标准）功能之上。鉴于 distils 是默认提供的，我们所需要的只剩下 setuptools。

我们将使用 curl 安全地下载 setuptools 的设置文件。cURL 是一个系统库，允许在各种协议上进行数据传输（即数据交换的通用语言，如 HTTP）。它将验证源自的 SSL 证书并将数据传递给 Python 解释器。

这些设置文件，Python 解释器将执行，自动化安装过程，因为它们在我们的系统上设置了最新的稳定版本。

执行以下命令：

 curl https://bitbucket.org/pypa/setuptools/raw/bootstrap/ez_setup.py | python -
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这个安装使我们能够在整个系统中全局使用 pip。然而，这不是安装任何其他包的首选方式。推荐的方式是始终使用自包含的 Python 环境，virtualenv。我们将在下一节中讨论它。

注意： 你可能需要明确获得 超级用户 权限才能继续下载。在这种情况下，考虑使用：

 curl https://bitbucket.org/pypa/setuptools/raw/bootstrap/ez_setup.py | sudo python -
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在安装了它的单个依赖之后，我们现在可以继续下载和设置 pip。

我们将再次使用 curl 安全地下载并安装设置文件。

执行以下命令：

 curl https://raw.github.com/pypa/pip/master/contrib/get-pip.py | python -
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pip 的默认安装文件夹位于：

/usr/local/bin
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为了在不指定完整路径的情况下使用它，必须将其附加到 PATH。

更新 PATH：

 export PATH="/usr/local/bin:$PATH"
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完成这一步后，我们就可以开始使用 pip 了。

使用 pip

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使用 pip 真的很有趣，可以说是无忧无虑的。如果你过去曾经遇到过极其不必要的问题，甚至不明白为什么，pip 将确保它们在这里最小化。

使用 pip 安装包

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pip 可以做很多事情，但可以毫不夸张地说，它最常用的功能是 安装包。它有几种处理这项工作的方式。

查找并安装包：

 # 示例：pip install [包名]
 # 让我们安装优秀的 *requests* 库
 pip install requests
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查找并安装特定版本：

 # 示例：pip install [包名]==[版本]
 # 让我们安装 requests 的 2.0.0 版本
 pip install requests==2.0.0
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从 URL 或 VCS 存储库安装：

 # 示例：pip install [url]
 # 让我们安装 virtualenv
 pip install https://github.com/pypa/virtualenv/tarball/1.9.X
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在 virtualenv 中安装：

 # 示例：pip install [env 名称] [包名]
 # 这将在环境内安装，或创建一个环境
 # 让我们在名为 *venv* 的虚拟环境中安装 requests
 pip install -E venv requests
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使用 pip 卸载包：

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pip 的第二常用功能可能是卸载包。

卸载包：

 # 示例：pip uninstall [包名]
 # 让我们移除 requests 库
 pip uninstall requests 
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使用 pip 升级包

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如果你打算卸载以安装应用程序的新版本，你可以尝试 升级。

升级包：

 # 示例：pip install --upgrade [包名]
 # 让我们升级 requests 库
 pip install --upgrade requests
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使用 pip 搜索包

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在决定移除或升级包之前，你可能需要先 搜索 一个。

搜索包：

 # 示例：pip search [包名]
 # 让我们找到所有 django 包
 # 这可能需要一些时间（有很多！）
 pip search django
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使用 pip 创建已安装包的列表

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pip 最真正出色和救命的能力之一是能够轻松地创建已安装的 包列表 的列表（“冻结”）。根据你的 Python 环境（无论是虚拟还是全局），pip 将使用一个命令创建列出所有已安装包的文件。

创建一个新的列表（“冻结”）：

注意： 这个命令将在当前工作目录中输出一个文件。

 # 示例：pip freeze > [文件名.ext]
 # 让我们列出当前安装的所有包
 pip freeze > package_list.txt
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在模板之上创建一个列表（“冻结”）：

注意： 这个命令将在当前工作目录中输出一个文件。

 # 示例：pip freeze -r [现有文件.ext] > [文件名.ext]
 # 让我们在上次冻结后附加新安装的包
 pip freeze package_list.txt > package_list_new.txt
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使用 pip 安装列表中的所有软件包

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当您在应用程序中工作时，最好是在虚拟环境中，您将在其中安装所有依赖项（必需软件包）。在使用 freeze 提取出它们的列表后，您可以使用 install 再次安装它们。

安装列表中的所有软件包（“freeze”）：

 # 示例：pip install -r [文件名.ext]
 # 让我们从先前的示例中重新安装所有软件包
 pip install -r package_list_new.txt
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一个全面的 virtualenv 指南

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让我们首先定义一下 virtualenv 到底是什么，以及它适用的情况。

virtualenv：

在 Python 的世界中，一个 环境 是一个包含了一个 Python 项目（应用程序）运行所需的一切内容的文件夹（目录），以有组织、隔离的方式运行。当它被初始化时，它会自动带有自己的 Python 解释器 - 一个创建它时使用的副本 - 以及它自己的 pip。

virtualenv 解决了许多问题：

• 为 Python 项目创建一个新的、隔离的环境
• 能够在不需要管理员/超级用户权限的情况下下载软件包
• 轻松打包应用程序
• 创建属于使用 pip 创建的单个项目的依赖项列表
• 使用 pip 创建的要求文件轻松恢复依赖项
• 在系统之间实现可移植性

使用 virtualenv 是处理 Python 项目的 推荐 方法，无论您可能忙于处理多少个项目。它非常易于使用，是一个非常好的工具。与 pip 结合使用时效果非常好。

我们将从系统中安装 virtualenv 开始。

安装 virtualenv

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为了安装 virtualenv，我们将使用 pip 来帮助。我们将其安装为全局可用的包，以供 Python 解释器运行。

有两种方法可以获取该应用程序。您能够获得的版本取决于您选择的方法。

最简单的方法是使用 pip 进行搜索、下载和安装。这可能 不 会为您提供最新的稳定版本。

使用 pip 下载 virtualenv：

 # 示例：[sudo] pip install virtualenv
 sudo pip install virtualenv
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使用 curl 下载最新版本：

virtualenv 的最新版本是 1.11.X。

 # 示例：[sudo] pip install [github 仓库]/[版本]
 sudo pip install https://github.com/pypa/virtualenv/tarball/1.1.X
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使用 virtualenv

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使用该工具包括让它创建一个包含 Python 解释器和 pip 副本的文件夹。之后，为了使用它，我们需要指定该解释器的位置或者 activate 它。

您使用虚拟环境内的解释器安装的所有应用程序都将放置在该位置。

当您使用 pip 创建它们的列表时，只有文件夹内的应用程序会被编译到文件中。

记住： 当您完成一个环境的工作后，在切换到另一个环境之前 - 或者使用全局安装的环境时 - 您需要确保 deactivate 它。

创建 / 初始化 虚拟环境（virtualenv）

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使用与运行它的相同解释器创建环境：

 # 示例：virtualenv [文件夹（env.）名称]
 # 让我们创建一个名为 *my_app* 的环境
 virtualenv my_app
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使用自定义 Python 解释器创建环境：

 # 示例：virtualenv --python=[loc/to/python/] [env. 名称]
 virtualenv --python=/opt/python-3.3/bin/python my_app
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激活 虚拟环境

 # 示例：source [env. 名称]/bin/activate
 # 让我们激活刚刚创建的 Python 环境
 source my_app/bin/activate
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在不激活的 虚拟环境 中工作

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出于各种原因，您可能选择在使用之前不激活环境。这样可以增加您运行的命令的灵活性，但是，您需要确保每次都针对正确的解释器。

 # 示例：[env. 名称]/bin/python [参数]
 my_app/bin/python python_script.py
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在不激活的环境中使用 pip 安装

 # 示例：[env. 名称]/bin/pip [命令] [参数]
 # 在不激活环境的情况下安装 requests 库
 my_app/bin/pip install requests
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停用 虚拟环境：

 # 示例：deactivate
 # 让我们停用之前的环境
 deactivate 
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