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 jest nazwane venv. venv zwykle instaluje najnowszą dostępną wersję Pythona. Jeśli masz w swoim systemie wiele wersji Pythona, możesz wybrać konkretną wersję Pythona, uruchamiając python3 lub dowolną wersję którą sobie wybierzesz.

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

python3 -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.bat

Na systemie Unix albo MacOS, uruchom:

source tutorial-env/bin/activate

(This script is written for the bash shell. If you use the csh or fish shells, there are alternate activate.csh and activate.fish scripts you should use instead.)

Activating the virtual environment will change your shell’s prompt to show what virtual environment you’re using, and modify the environment so that running python will get you that particular version and installation of Python. For example:

$ 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. Managing Packages with pip

You can install, upgrade, and remove packages using a program called pip. By default pip will install packages from the Python Package Index, <https://pypi.org>. You can browse the Python Package Index by going to it in your web browser.

pip has a number of subcommands: „install”, „uninstall”, „freeze”, etc. (Consult the Instalacja modułów Pythona guide for complete documentation for pip.)

You can install the latest version of a package by specifying a package’s name:

(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

You can also install a specific version of a package by giving the package name followed by == and the version number:

(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

If you re-run this command, pip will notice that the requested version is already installed and do nothing. You can supply a different version number to get that version, or you can run pip install --upgrade to upgrade the package to the latest version:

(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

pip uninstall followed by one or more package names will remove the packages from the virtual environment.

pip show will display information about a particular package:

(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 will display all of the packages installed in the virtual environment:

(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 will produce a similar list of the installed packages, but the output uses the format that pip install expects. A common convention is to put this list in a requirements.txt file:

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

The requirements.txt can then be committed to version control and shipped as part of an application. Users can then install all the necessary packages with 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 has many more options. Consult the Instalacja modułów Pythona guide for complete documentation for pip. When you’ve written a package and want to make it available on the Python Package Index, consult the Dystrybucja modułów Pythona guide.