Python多版本开发环境管理工具介绍

前言

在Python开发中，有些情况下，我们可能面临在一台机器上同时安装多版本Python的需求。比如：

有多个Python项目，每个项目依赖不同的Python版本。

有一个Python项目，它需要同时支持多个Python版本。

那么，如何高效地在单台机器上实现多个版本Python(具体来说，这里Python指的是Python解释器)的安装和维护呢？

除此之外，我们还可能面临在一台机器上安装多个版本的某个Python第三方库的需求。比如：有多个Python项目，每个项目依赖于不同版本的Python第三方库requests。这时候，如何在单台机器上实现多版本Python requests库的安装和维护呢？

本文介绍一款神器。它提供了最简洁的方法，让上述两种需求同时得到满足。

多版本Python管理

实现多版本Python管理的工具叫做pyenv。它的安装命令为：

curl http://pyenv.run | bash

安装完成后，需要进行简单配置。将下面几行配置信息添加到文件~/.bashrc中，然后执行命令exec "$SHELL"，让配置生效。

export PATH="$HOME/.pyenv/bin:$PATH"
eval "$(pyenv init -)"
eval "$(pyenv virtualenv-init -)"

接着，可以通过查看pyenv版本来检查安装和配置是否成功：

root@hzettv53:~# pyenv -v
pyenv 1.2.12

由于pyenv是基于源代码进行Python的编译和安装的。因此，我们需要先安装编译相关的一些依赖包。由于这些依赖是操作系统相关的。因此，不同的操作系统，安装命令不同。

以常见的Ubuntu/Debian系统为例，安装命令为：

sudo apt-get install -y make build-essential libssl-dev zlib1g-dev libbz2-dev libreadline-dev libsqlite3-dev wget curl llvm libncurses5-dev libncursesw5-dev xz-utils tk-dev libffi-dev liblzma-dev python-openssl

现在就可以使用pyenv安装Python了。安装新版本之前，我们先查看系统当前安装的Python版本：

root@hzettv53:~# pyenv versions
* system (set by /root/.pyenv/version)
root@hzettv53:~# python -V
Python 2.7.12

可见，当前使用的是操作系统自带的Python，其版本为2.7.12。这时，如果我们需要安装一个新的版本，例如Python 3.7.2, 只需执行命令：

pyenv install -v 3.7.2

注意，由于pyenv是基于Python源代码进行编译安装，因此这一步骤会有点慢，需要耐心等待。安装完成后，查看系统中的Python版本：

root@hzettv53:~# pyenv versions
* system (set by /root/.pyenv/version)
3.7.2
root@hzettv53:~# python -V
Python 2.7.12

可以看到，系统中已经有两个版本的Python了。但是当前使用的仍然是系统版本。如果想要使用新安装的版本，只需：

root@hzettv53:~# pyenv global 3.7.2
root@hzettv53:~# pyenv versions
system
* 3.7.2 (set by /root/.pyenv/version)
root@hzettv53:~# python -V
Python 3.7.2

这里命令pyenv global 3.7.2改变了全局的Python版本。如果只想在当前文件夹中使用Python 3.7.2，那么可以执行：pyenv local 3.7.2；如果只想在当前Shell环境中使用Python 3.7.2，那么可以执行：pyenv shell 3.7.2。

如果同时设置了global, local和shell三种Python版本，那么哪一种会真正生效呢？这里有一个优先级排序，即shell > local > global。举例来说，如果先后执行了pyenv local 3.7.2和pyenv global 3.7.3，那么由于local的优先级高于global，所以当前生效的Python版本是3.7.2。

这样，我们便很方便地实现了单一机器上安装多个版本的Python，并且可以根据实际需要，灵活地切换Python版本。

多虚拟环境管理

不同项目之间，不仅依赖的Python版本可能不同，而且依赖的Python第三方库的版本也可能不同。我们将项目所依赖的Python及其第三方库统一称为虚拟环境。如果同时存在多个Python项目，各自依赖不同的虚拟环境，如何有效管理呢？

这时，我们仍然可以使用pyenv来达成我们的目标。使用下述命令可以创建一个指定Python版本的虚拟环境。

pyenv virtualenv <python_version> <environment_name>

虚拟环境的名称建议体现Python项目名称。例如，我们有一个叫做myproject的项目，并且基于Python 3.7.2进行开发，那么可以执行命令:

pyenv virtualenv 3.7.2 myprojectenv

这样，我们便创建了一个名为myprojectenv的虚拟环境。那么如何使用它呢？我们在需要使用这个虚拟环境的地方(例如，cd到项目myproject的文件夹路径)，执行以下命令即可：

pyenv local myprojectenv

这时，我们可以看到，当前使用的Python和pip都指向的是虚拟环境myprojectenv：

root@hzettv53:~/workspace/test# pyenv which python
/root/.pyenv/versions/myprojectenv/bin/python
root@hzettv53:~/workspace/test# pyenv which pip
/root/.pyenv/versions/myprojectenv/bin/pip

这意味着，我们此时用pip命令安装的所有Python第三方包，都是安装到了虚拟环境myprojectenv的路径下，而不是系统路径。这样，我们便实现了Python项目和其所依赖的Python开发环境(即虚拟环境)的绑定。不同的Python项目，完全可以各自使用不同的Python虚拟环境，互不影响。

那么，如果一个Python项目需要使用两种Python虚拟环境呢？我们只需要创建两个虚拟环境(例如myprojectenv和myprojectenv2)，并且在使用时进行切换即可：

root@hzettv53:~/workspace/myproject# pyenv local myprojectenv
root@hzettv53:~/workspace/myproject:~# python -V
Python 3.7.2
root@hzettv53:~/workspace/myproject# pyenv local myprojectenv2
root@hzettv53:~/workspace/myproject:~# python -V
Python 2.7.12

总结

开发环境的高效管理是软件工程中的一个难题，尤其是需要同时维护多个环境的时候。pyenv提供了在单台机器上实现多版本Python和多类型Python虚拟环境的有效管理。pyenv的使用十分简单，易于上手。

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