Python Virtualenv -asennus: Eristetyn ympäristön luominen

Python-kehityksen maailmassa riippuvuuksien hallinta ja projektin eristyksen varmistaminen ovat ratkaisevan tärkeitä vankkojen ja ylläpidettävien sovellusten luomisessa. Yksi tehokkaimmista tavoista saavuttaa tämä on käyttää virtuaaliympäristöjä. Virtuaaliympäristö on itsenäinen hakemisto, joka sisältää tietyn Python-tulkitsimen sekä sen asennetut paketit. Tämän avulla voit työskennellä useiden projektien parissa samanaikaisesti, joista jokaisella on oma yksilöllinen riippuvuuksien joukko, ilman eri pakettiversioista johtuvia konflikteja.

Miksi käyttää virtuaaliympäristöjä?

Oletetaan, että työskentelet kahden Python-projektin parissa. Projekti A vaatii tietyn kirjaston version 1.0, kun taas projekti B tarvitsee saman kirjaston version 2.0. Ilman virtuaaliympäristöjä kirjaston asentaminen globaalisti aiheuttaisi todennäköisesti yhteensopivuusongelmia toiselle projektille. Virtuaaliympäristöt ratkaisevat tämän ongelman tarjoamalla eristettyjä tiloja jokaiselle projektille, jotta niillä voi olla oma pakettikokonaisuus.

Tässä on joitain keskeisiä etuja virtuaaliympäristöjen käytöstä:

• Riippuvuuksien eristys: Jokaisella projektilla on oma riippuvuuksien joukko, mikä estää konflikteja.
• Versionhallinta: Hallitse helposti eri pakettiversioita eri projekteille.
• Projektin toistettavuus: Varmista, että projektisi voidaan helposti replikoida eri koneille samoilla riippuvuuksilla.
• Puhdas globaali ympäristö: Pitää globaalin Python-asennuksesi puhtaana ja siistinä.

Virtuaaliympäristöjen määrittäminen: virtualenv ja venv

Pythonissa on kaksi ensisijaista työkalua virtuaaliympäristöjen luomiseen: virtualenv ja venv. virtualenv on kolmannen osapuolen paketti, joka on ollut olemassa pitkään ja tarjoaa laajan valikoiman ominaisuuksia. venv on sisäänrakennettu moduuli Python 3.3:ssa ja uudemmissa versioissa, ja se tarjoaa kevyen vaihtoehdon virtualenv:lle. Molemmat työkalut saavuttavat saman tavoitteen: eristettyjen Python-ympäristöjen luomisen.

virtualenv:n käyttö

virtualenv on suosittu ja laajalti käytetty työkalu virtuaaliympäristöjen luomiseen. Tässä on, miten sitä käytetään:

Asennus

Ensin sinun on asennettava virtualenv. Voit tehdä tämän pip:n avulla:

            pip install virtualenv
            

              
                Copy
              
            
          

Virtuaaliympäristön luominen

Kun virtualenv on asennettu, voit luoda virtuaaliympäristön projektihakemistoosi. Siirry projektihakemistoosi päätelaitteessa ja suorita seuraava komento:

            virtualenv myenv
            

              
                Copy
              
            
          

Tämä komento luo uuden hakemiston nimeltä myenv (voit valita minkä tahansa nimen), joka sisältää virtuaaliympäristön. myenv-hakemisto sisältää seuraavat alihakemistot:

• bin: Sisältää Python-suoritettavan tiedoston ja aktivointiskriptit.
• include: Sisältää C-otsakkeet Python-laajennusten kääntämistä varten.
• lib: Sisältää site-packages-hakemiston, jossa asennetut paketit sijaitsevat.

Virtuaaliympäristön aktivointi

Jos haluat käyttää virtuaaliympäristöä, sinun on aktivoitava se. Tämä muokkaa shell:n ympäristömuuttujia käyttämään Python-tulkitsinta ja paketteja virtuaaliympäristössä.

Linux/macOS:ssä käytä seuraavaa komentoa:

            source myenv/bin/activate
            

              
                Copy
              
            
          

Windowsissa käytä seuraavaa komentoa:

            myenv\Scripts\activate
            

              
                Copy
              
            
          

Aktivoinnin jälkeen huomaat, että päätekehotteesi muuttuu osoittamaan aktiivista virtuaaliympäristöä (esim. (myenv) $). Nyt kaikki pip:n avulla asentamasi paketit asennetaan virtuaaliympäristöön eivätkä vaikuta globaaliin Python-asennukseen tai muihin virtuaaliympäristöihin.

Virtuaaliympäristön deaktivointi

Kun olet lopettanut projektin parissa työskentelyn, voit poistaa virtuaaliympäristön käytöstä suorittamalla seuraavan komennon:

            deactivate
            

              
                Copy
              
            
          

Tämä palauttaa päätekehotteesi normaaliin tilaan ja palaa käyttämään globaalia Python-asennustasi.

venv:n käyttö

venv on sisäänrakennettu moduuli Python 3.3:ssa ja uudemmissa versioissa, ja se tarjoaa kevyen vaihtoehdon virtualenv:lle. Yleisesti ottaen on suositeltavaa käyttää venv:tä, jos käytät Python-versiota, joka sisältää sen.

Virtuaaliympäristön luominen

Jos haluat luoda virtuaaliympäristön venv:n avulla, siirry projektihakemistoosi päätelaitteessa ja suorita seuraava komento:

            python3 -m venv myenv
            

              
                Copy
              
            
          

Tämä komento luo uuden hakemiston nimeltä myenv (tai minkä tahansa valitsemasi nimen), joka sisältää virtuaaliympäristön, samanlainen kuin virtualenv.

Virtuaaliympäristön aktivointi

venv:n aktivointiprosessi on sama kuin virtualenv:n. Linux/macOS:ssä käytä seuraavaa komentoa:

            source myenv/bin/activate
            

              
                Copy
              
            
          

Windowsissa käytä seuraavaa komentoa:

            myenv\Scripts\activate
            

              
                Copy
              
            
          

Aktivoinnin jälkeen päätekehotteesi osoittaa aktiivista virtuaaliympäristöä, ja kaikki asentamasi paketit eristetään ympäristössä.

Virtuaaliympäristön deaktivointi

venv-ympäristön deaktivointi on myös sama kuin virtualenv:n kanssa:

            deactivate
            

              
                Copy
              
            
          

Riippuvuuksien hallinta pip:n avulla

Kun olet aktivoinut virtuaaliympäristön, voit käyttää pip:tä pakettien asentamiseen, päivittämiseen ja poistamiseen. Tässä on joitain yleisiä pip-komentoja:

• Asenna paketti: pip install package_name (esim. pip install requests)
• Asenna tietty paketin versio: pip install package_name==version (esim. pip install requests==2.26.0)
• Päivitä paketti: pip install --upgrade package_name (esim. pip install --upgrade requests)
• Poista paketti: pip uninstall package_name (esim. pip uninstall requests)
• Luettelo asennetuista paketeista: pip list tai pip freeze

Vaatimusmääritystiedoston luominen

Varmistaaksesi, että projektisi riippuvuudet voidaan helposti replikoida muille koneille, on parasta luoda requirements.txt-tiedosto. Tämä tiedosto luetteloi kaikki paketit ja niiden versiot, jotka on asennettu virtuaaliympäristöösi.

Jos haluat luoda requirements.txt-tiedoston, aktivoi virtuaaliympäristösi ja suorita seuraava komento:

            pip freeze > requirements.txt
            

              
                Copy
              
            
          

Tämä luo tiedoston nimeltä requirements.txt projektihakemistoosi. Voit sitten sisällyttää tämän tiedoston projektisi versionhallintajärjestelmään (esim. Git), jotta muut voivat helposti asentaa samat riippuvuudet.

Asentaminen vaatimusmääritystiedostosta

Jos haluat asentaa requirements.txt-tiedostossa luetellut riippuvuudet, aktivoi virtuaaliympäristösi ja suorita seuraava komento:

            pip install -r requirements.txt
            

              
                Copy
              
            
          

Tämä asentaa kaikki paketit ja niiden määritetyt versiot requirements.txt-tiedostosta.

Parhaat käytännöt virtuaaliympäristöjen käyttöön

• Luo virtuaaliympäristö jokaiselle projektille: Tämä varmistaa, että jokaisella projektilla on oma eristetty riippuvuuksien joukko.
• Pidä vaatimusmääritystiedostosi ajan tasalla: Päivitä säännöllisesti requirements.txt-tiedostosi vastaamaan projektisi nykyisiä riippuvuuksia.
• Käytä versionhallintaa: Sisällytä virtuaaliympäristöhakemistosi projektisi .gitignore-tiedostoon, jotta sitä ei sidota versionhallintaan. Vain requirements.txt-tiedosto sidotaan.
• Nimeä virtuaaliympäristösi johdonmukaisesti: Käytä johdonmukaista nimeämiskäytäntöä virtuaaliympäristöillesi sekaannusten välttämiseksi. Voit esimerkiksi nimetä ne .venv tai venv.
• Käytä virtuaaliympäristöjen hallintaa: Harkitse virtuaaliympäristöjen hallinnan, kuten virtualenvwrapper tai conda, käyttöä useiden virtuaaliympäristöjen hallinnan yksinkertaistamiseksi.

Virtuaaliympäristöjen hallinta

Vaikka virtualenv ja venv ovat erinomaisia työkaluja virtuaaliympäristöjen luomiseen, niiden hallinta voi olla hankalaa, kun työskennellään useiden projektien kanssa. Virtuaaliympäristöjen hallinta tarjoaa lisäominaisuuksia ja mukavuutta virtuaaliympäristöjen hallintaan.

virtualenvwrapper

virtualenvwrapper on joukko laajennuksia virtualenv:lle, jotka helpottavat virtuaaliympäristöjen luomista, hallintaa ja käyttöä. Se tarjoaa komentoja virtuaaliympäristöjen luomiseen, aktivointiin, deaktivointiin ja poistamiseen sekä käytettävissä olevien ympäristöjen luettelointiin.

Asenna virtualenvwrapper pip:n avulla:

            pip install virtualenvwrapper
            

              
                Copy
              
            
          

virtualenvwrapper:n asennus ja käyttö vaihtelevat käyttöjärjestelmästäsi riippuen. Katso tarkemmat ohjeet virtualenvwrapper-dokumentaatiosta.

conda

conda on avoimen lähdekoodin paketti-, riippuvuus- ja ympäristönhallintajärjestelmä. Sitä käytetään usein datatieteessä ja tieteellisessä laskennassa, mutta sitä voidaan käyttää myös yleiseen Python-kehitykseen. conda:n avulla voit luoda ja hallita virtuaaliympäristöjä sekä asentaa ja hallita paketteja.

Asenna conda lataamalla ja asentamalla Anaconda tai Miniconda Anaconda-sivustolta.

Jos haluat luoda uuden conda-ympäristön, käytä seuraavaa komentoa:

            conda create --name myenv python=3.9
            

              
                Copy
              
            
          

Ympäristön aktivoiminen:

            conda activate myenv
            

              
                Copy
              
            
          

Ympäristön deaktivointi:

            conda deactivate
            

              
                Copy
              
            
          

Conda tarjoaa kattavan joukon työkaluja riippuvuuksien ja ympäristöjen hallintaan, mikä tekee siitä suositun valinnan monimutkaisiin projekteihin.

Globaalit näkökohdat ja parhaat käytännöt

Kun työskennellään globaaleissa tiimeissä tai otetaan sovelluksia käyttöön eri alueilla, ota huomioon seuraavat tekijät:

• Yhtenäiset Python-versiot: Varmista, että kaikki tiimin jäsenet käyttävät samaa Python-versiota kehitykseen. Tämä estää odottamattomia yhteensopivuusongelmia integroinnin ja käyttöönoton aikana. Esimerkiksi kehitystiimin Tokiossa, Japanissa ja toisen Lontoossa, Isossa-Britanniassa, tulisi sopia yhdestä Python-versiosta.
• Standardoidut ympäristöt: Käytä virtuaaliympäristöjen ohella työkaluja, kuten Docker tai Vagrant, luodaksesi yhtenäiset kehitys- ja käyttöympäristöt eri käyttöjärjestelmissä ja infrastruktuureissa. Tämä takaa, että sovelluksesi toimii odotetulla tavalla taustalla olevasta järjestelmästä riippumatta. Kuvittele, että otat käyttöön macOS:ssä kehitetyn sovelluksen Linux-palvelimelle; Dockerin käyttö varmistaa johdonmukaisen toiminnan.
• Riippuvuuksien kiinnittäminen: Käytä tarkkoja versionumeroita `requirements.txt`-tiedostossasi. Tämä varmistaa, että kaikki käyttävät täsmälleen samoja riippuvuuksien versioita, mikä lieventää mahdollisten kirjastojen versioista johtuvia virheitä. Sen sijaan, että käyttäisit `requests>=2.0`, käytä `requests==2.28.1`.
• Käyttöympäristöjen välinen yhteensopivuus: Testaa sovellustasi eri käyttöjärjestelmissä (Windows, macOS, Linux) tunnistaaksesi ja ratkaistaksesi mahdolliset alustakohtaiset ongelmat kehitysprosessin alkuvaiheessa. Pilvipohjaiset CI/CD-putket voivat automatisoida testauksen eri alustoilla.
• Aikavyöhykkeet: Kun käsittelet aikaherkkiä tietoja, käytä yhtenäistä aikavyöhykettä (esim. UTC) ja käsittele aikavyöhykemuunnokset asianmukaisesti. Vältä luottamasta paikallisiin aikavyöhykkeisiin, koska ne voivat vaihdella eri alueilla.
• Merkkikoodaus: Käytä UTF-8-koodausta kaikissa tekstitiedostoissa (mukaan lukien lähdekoodi ja määritystiedostot) varmistaaksesi kansainvälisten merkkien asianmukaisen käsittelyn.

Yleisten ongelmien vianmääritys

• Aktivointiongelmat: Jos sinulla on ongelmia virtuaaliympäristön aktivoimisessa, varmista, että käytät oikeaa aktivointiskriptiä käyttöjärjestelmällesi ja shell:illesi. Tarkista aktivointiskriptin polku uudelleen ja varmista, että se on suoritettava.
• Pakettien asennusongelmat: Jos sinulla on ongelmia pakettien asentamisessa, varmista, että olet aktivoinut virtuaaliympäristön ja että käytät oikeaa pip-versiota. Saatat myös joutua päivittämään pip:n uusimpaan versioon.
• Riippuvuuskonfliktit: Jos kohtaat riippuvuuskonflikteja, yritä käyttää pipdeptree:tä tai pip-tools:ia analysoidaksesi riippuvuuksiasi ja tunnistaaksesi ristiriitaiset paketit. Saatat joutua päivittämään tai alentamaan tiettyjä paketteja konfliktien ratkaisemiseksi.
• Virtuaaliympäristön vioittuminen: Jos virtuaaliympäristösi vioittuu, voit yrittää poistaa sen ja luoda sen uudelleen alusta alkaen.

Johtopäätös

Virtuaaliympäristöt ovat olennainen työkalu Python-kehittäjille, jotka tarjoavat riippuvuuksien eristämisen, versionhallinnan ja projektin toistettavuuden. Käyttämällä virtualenv:tä tai venv:tä voit varmistaa, että projektisi ovat eristettyjä toisistaan ja että globaali Python-asennuksesi pysyy puhtaana. Muista luoda requirements.txt-tiedosto jokaiselle projektille, jotta riippuvuuksien helppo replikointi on mahdollista. Noudattamalla tässä oppaassa esitettyjä parhaita käytäntöjä voit virtaviivaistaa Python-kehitystyönkulkuasi ja luoda vankempia ja ylläpidettävämpiä sovelluksia. Globaalia yhteistyötä varten standardoidut ympäristöt ja huolellinen riippuvuuksien hallinta ovat ensiarvoisen tärkeitä.