Python的virtualenv

最近刚刚进入今日头条实习，公司内部代码大多数使用Python写的。这几天系统地看了一下Python，发现了virtualenv这个非常实用的工具。

我们在开发Python应用程序的时候，系统安装的Python 3只有一个版本，所有第三方的包都会被pip安装到Python3的site-packages目录下。如下所示：

site-packages $ pwd
/usr/local/lib/python3.6/site-packages
site-packages $ ls
Flask-0.12.dist-info             mysql_connector-2.1.4.dist-info
Jinja2-2.9.4.dist-info           pip
MarkupSafe-0.23-py3.6.egg-info   pip-9.0.1-py3.6.egg-info
SQLAlchemy-1.1.4-py3.6.egg-info  pkg_resources
Werkzeug-0.11.15.dist-info       setuptools
__pycache__                      setuptools-32.2.0-py3.6.egg-info
click                            sitecustomize.py
click-6.7.dist-info              sqlalchemy
easy_install.py                  virtualenv-15.1.0.dist-info
flask                            virtualenv.py
itsdangerous-0.24-py3.6.egg-info virtualenv_support
itsdangerous.py                  werkzeug
jinja2                           wheel
markupsafe                       wheel-0.29.0-py3.6.egg-info
mysql

如果我们要同时开发多个应用程序，那这些应用程序都会共用一个Python，就是安装在系统的Python 3。如果应用A需要jinja 2.7，而应用B需要jinja 2.6怎么办？

这种情况下，每个应用可能需要各自拥有一套“独立”的Python运行环境。virtualenv就是用来为一个应用创建一套“隔离”的Python运行环境。

首先安装virtualenv：

$ sudo pip3 install virtualenv

检查安装：

$ virtualenv --version

创建一个独立的Python运行环境，命名为venv:

$ cd myproject
$ virtualenv --no-site-packages venv
Using base prefix '/usr/local/Cellar/python3/3.6.0/Frameworks/Python.framework/Versions/3.6'
New python executable in /Users/qinshijun/git/myproject/venv/bin/python3.6
Also creating executable in /Users/qinshijun/git/myproject/venv/bin/python
Installing setuptools, pip, wheel...done.

命令virtualenv就可以创建一个独立的Python运行环境，我们还加上了参数–no-site-packages，这样，已经安装到系统Python环境中的所有第三方包都不会复制过来，我们就得到了一个不带任何第三方包的“干净”的Python运行环境。

myproject $ ls
venv
myproject $ source venv/bin/activate
(venv) myproject $

注意到命令提示符变了，有个(venv)前缀，表示当前环境是一个名为venv的Python环境。并且我们可以看到，执行的python和pip命令不再是默认的python和pip命令的路径。

(venv) myproject $ which python
/Users/qinshijun/git/myproject/venv/bin/python
(venv) myproject $ which pip
/Users/qinshijun/git/myproject/venv/bin/pip

下面正常安装各种第三方包，并运行python命令。

$ pip install flask
$ python test.py

在venv环境下，用pip安装的包都被安装到venv这个环境下，系统Python环境不受任何影响。也就是说，venv环境是专门针对myproject这个应用创建的。

退出当前的venv环境，使用deactivate命令：

(venv) myproject $ deactivate 
myproject $ which python
/usr/bin/python

此时就回到了正常的环境，现在pip或python均是在系统Python环境下执行。

使用virtualenv，我们完全可以针对每个应用创建独立的Python运行环境，这样就可以对每个应用的Python环境进行隔离。

那么virtualenv是如何创建“独立”的Python运行环境的呢？原理很简单，就是把系统Python复制一份到virtualenv的环境，用命令source venv/bin/activate进入一个virtualenv环境时，virtualenv会修改相关环境变量，让命令python和pip均指向当前的virtualenv环境。

虚拟环境是系统Python解释器的一个私有副本，在这个环境下可以安装隔离的私有包，而且不会影响到系统中全局Python解释器。从而避免系统中安装的全局Python解释器的包的混乱和冲突，使全局的Python解释器干净整洁，同时解决了不同应用间多版本的冲突问题。我认为这种工程思想非常借鉴。