virtualenv/venv 和 pip

大部分试图简化 Python 虚拟环境和依赖管理工作流程的新工具都不够稳定，继续使用 virtualenv/venv 和 pip 这样的底层工具也是一个不错的选择，而且大多数人也是这么做的。它们虽然用起来有一点麻烦，但至少更可靠。

基本概念

下面是一些基本概念：

• PyPA：指 Python Packaging Authority，一个维护 Python 打包相关项目的小组，相关项目具体见 https://github.com/pypa。
• pip：Python 包安装器。
• virtualenv：Python 虚拟环境管理工具。
• venv：Python 标准库内置的虚拟环境管理工具，Python 3.3 加入，Python 3.5 开始作为管理虚拟环境的推荐工具，用法类似 virtualenv。如果你使用 Python 3，推荐使用 venv 来替代 virtualenv。

使用 virtualenv/venv 管理虚拟环境

venv 模块

如果你使用 Python 3（具体说是 Python 3.3 及以上版本），推荐使用标准库内置的 venv 模块替代 virtualenv，两者的使用方式基本相同，唯一不同的是创建虚拟环境的方式。

如果你使用 Python 2，那就只能选择 virtualenv，你需要额外安装它。我先假设你已经安装了 pip，因为在 Python 2 >=2.7.9 或 Python 3 >=3.4 这些版本的 Python 会一并安装 pip，其他版本可以参考文档的安装部分。在 Windows 下使用下面的命令安装 virtualenv：

$ pip install virtualenv

其他操作系统可以使用下面的命令安装：

$ sudo pip install virtualenv

尽管不推荐使用 sudo pip 的方式安装 Python 包，但这仍然是最简单和统一的方式。更安全的方式是使用系统包管理器来安装，或是使用 pip --user 方式安装。

创建虚拟环境

假设我们的项目名叫 snow，创建对应的文件夹然后切换到根目录：

$ mkdir snow
$ cd snow

如果使用 venv，那么使用下面的命令创建虚拟环境，其中 snow-venv 是虚拟环境的名字，也作为创建的虚拟环境文件夹名称，你可以自由修改（通常会使用 venv 或 env 作为虚拟环境名）：

$ python -m venv snow-venv

如果使用 virtualenv，则使用下面的命令：

$ virtualenv snow-venv

这会在当前目录创建名为 snow-venv 的虚拟环境文件夹，你需要把这个文件夹名称加入 .gitignore 文件以便让 Git 忽略。

激活虚拟环境

通过执行对应的激活脚本来激活虚拟环境，不同操作系统的激活命令（激活脚本及路径）有一点不同。Windows（CMD.exe）使用下面的命令激活：

$ snow-venvscriptsactivate

Linux 和 macOS（bash/zsh）使用下面的命令：

$ source snow-venv/bin/activate

或：

$ . snow-venv/bin/activate

类似的，其他终端程序可以执行对应的激活脚本来激活虚拟环境。

激活虚拟环境以后，命令行提示符前会显示当前虚拟环境的名字：

(snow-venv) $

使用 deactivate 命令可以退出虚拟环境。

使用 pip 管理依赖

简单列一下基本用法，虽然大部分人都很熟悉了……以 Flask 为例，首先是安装依赖：

(snow-venv) $ pip install flask

更新依赖：

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

或是：

(snow-venv) $ pip install -U flask

卸载依赖：

(snow-venv) $ pip uninstall flask

除此之外，还有 pip show flask 命令可以查看某个依赖的详细信息，pip list 列出所有依赖。

下面的命令可以手动生成依赖列表：

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

如果你需要手动开发依赖和生产依赖，可以手动把开发相关的依赖放到单独的文件，比如 requirements-dev.txt。

当你需要在新的机器创建程序运行环境时，（创建虚拟环境后）只需要使用下面的命令从依赖文件安装所有依赖：

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

如果安装包的时候速度太慢，可以考虑设置 PyPI 国内镜像，具体参考这篇文章。

从其他工具迁移回来

如果你想从 Pipenv 迁移回来，方法很简单，只需要生成一个 requirements.txt 文件即可。使用下面的命令生成一般依赖列表：

$ pipenv lock -r

使用下面的命令输出开发依赖列表：

$ pipenv lock -r --dev

然后手动把两个命令的输出保存为 requirements.txt 和 requirements-dev.txt。

从 Poetry、Conda 等其他工具迁移回来可以使用 pipreqs 来生成 requirements.txt，它会基于项目代码的导入语句来生成依赖列表。

在下一篇文章，我会介绍一些辅助工具来搭配 virtualenv/venv+pip 使用，让虚拟环境和依赖管理更方便，比如 virtualenvwrapper、pip-tools 等。