# 12. Środowiska wirtualne i pakiety

## 12.1. Wprowadzenie

Aplikacje Pythonowe często używają pakietów oraz modułów które nie są dołączone do standardowej biblioteki. Potrzebują one czasami konkretnej wersji biblioteki, ponieważ mogą wymagać naprawionego określonego błędu lub mogą być napisane przy użyciu przestarzałej wersji interfejsu biblioteki.

Oznacza to, że może nie być możliwe aby jedna instalacja Pythona spełniała wymagania każdej aplikacji. Jeżeli aplikacja A potrzebuje wersji 1.0 danego modułu, a aplikacja B potrzebuje wersji 2.0, wtedy wymagania są sprzeczne i zainstalowanie wersji 1.0 lub 2.0 uniemożliwi uruchomienie którejś z aplikacji.

Rozwiązaniem tego problemu jest stworzenie środowiska wirtualnego, samodzielnej struktury katalogów, które zawierają instalację Pythona dla określonej wersji oraz dodatkowych pakietów.

Różne aplikacje mogą wtedy używać różnych środowisk wirtualnych. Aby rozwiązać wcześniej przytoczony przykład konfliktujących wymagań, aplikacja A może mieć swoje własne środowisko wirtualne z zainstalowaną wersją 1.0 w momencie gdy aplikacja B ma inne środowisko wirtualne z zainstalowaną wersją 2.0. Jeżeli w pewnym momencie aplikacja B będzie wymagała zaktualizowania modułu do wersji 3.0, nie wpłynie to na środowisko aplikacji A.

## 12.2. Tworzenie Środowisk Wirtualnych

Moduł używany do tworzenia i zarządzania środowiskami wirtualnymi nazywa się `venv`. `venv` zainstaluje wersję Pythona, z której polecenie zostało uruchomione (zgodnie z opcją `--version`). Na przykład wykonanie polecenia z `python3.12` zainstaluje wersję 3.12.

Aby stworzyć środowisko wirtualne, wybierz katalog, w którym chcesz je umieścić i uruchom moduł `venv` jako skrypt ze ścieżką do katalogu:

    python -m venv tutorial-env

Spowoduje to utworzenie katalogu `tutorial-env`, jeśli nie istnieje, a także utworzy w nim katalogi zawierające kopię interpretera Pythona i różne pliki pomocnicze.

Popularną lokalizacją katalogu dla środowiska wirtualnego jest `.venv`. Nazwa ta sprawia, że katalog jest zwykle ukryty, a więc nie wchodzi w drogę, jednocześnie nadając mu nazwę, która wyjaśnia, po co dany katalog istnieje. Zapobiega to również kolizji z plikami `.env` definicji zmiennych środowiskowych, które są obsługiwane przez niektóre narzędzia.

Po utworzeniu środowiska wirtualnego możesz go aktywować.

Na systemie Windows, uruchom:

    tutorial-env\Scripts\activate

Na systemie Unix albo MacOS, uruchom:

    source tutorial-env/bin/activate

(Ten skrypt jest napisany dla powłoki bash. Jeżeli używasz powłok csh albo fish, istnieją skrypty `activate.csh` i `activate.fish` których powinieneś użyć.)

Uruchomienie środowiska wirtualnego zmieni wygląd powłoki tak aby pokazywała z którego środowiska wirtualnego aktualnie korzystasz, oraz zmieni parametry środowiska tak że uruchomienie `python` wywoła określoną wersję i instalacje Pythona. Dla przykładu:

    $ 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']
    >>>

Aby deaktywować środowisko wirtualne, wpisz:

    deactivate

w terminalu.

## 12.3. Zarządzanie pakietami używając pip

Możesz instalować, aktualizować oraz usuwać pakiety korzystając z pragramu nazywanego pip. Domyślnie `pip` zainstaluje pakiety z Python Package Index. Możesz przeglądać dostępne tam pakiety wchodząc na ich stronę internetową.

`pip` ma kilka podkomend: „install”, „uninstall”, „freeze” itp. (Zapoznaj się z przewodnikiem Instalacja modułów Pythona, aby uzyskać pełną dokumentację dotyczącą `pip`.)

Możesz zainstalować najnowszą wersję pakietu, podając jego nazwę:

    (tutorial-env) $ python -m 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

Możesz również zainstalować konkretną wersję pakietu, podajac jego nazwę z dopiskiem `==` oraz numerem wersji:

    (tutorial-env) $ python -m 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

Jeśli ponownie uruchomisz to polecenie, `pip` zauważy, że żądana wersja jest już zainstalowana i nic nie zrobi. Możesz podać inny numer wersji, aby pobrać tę wersję, lub uruchomić `python -m pip install --upgrade`, aby zaktualizować pakiet do najnowszej wersji:

    (tutorial-env) $ python -m 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

Wpisanie `python -m pip uninstall`, a następnie jednej lub więcej nazw pakietów, usunie te pakiety ze środowiska wirtualnego.

`python -m pip show` wyświetli informacje na temat określonego pakietu:

    (tutorial-env) $ python -m 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:

`python -m pip list` wyświetli listę wszystkich pakietów zainstalowanych w środowisku wirtualnym:

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

`python -m pip freeze` wygeneruje podobną listę zainstalowanych pakietów, ale dane wyjściowe będą miały format, którego oczekuje `python -m pip install`. Powszechną konwencją jest umieszczenie tej listy w pliku `requirements.txt`:

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

Plik `requirements.txt` można następnie przekazać do systemu kontroli wersji i wysłać jako część aplikacji. Użytkownicy mogą następnie zainstalować wszystkie niezbędne pakiety za pomocą `install -r`:

    (tutorial-env) $ python -m 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` ma o wiele więcej opcji. Zapoznaj się z przewodnikiem Instalacja modułów Pythona, aby uzyskać pełną dokumentację dotyczącą `pip`. Kiedy napiszesz pakiet i będziesz chciał udostępnić go w indeksie pakietów Pythona, zapoznaj się z Python packaging user guide.