Kattava opas Wheel-jakelumuodosta ja binääripakettien luomisesta Pythonille, mikä varmistaa tehokkaan ja luotettavan ohjelmistojen jakelun eri alustoilla.
Wheel-jakelumuoto: Binääripakettien luominen Pythonille
Python-ekosysteemi nojaa vahvasti tehokkaaseen pakettienhallintaan. Yksi tämän ekosysteemin kulmakivistä on Wheel-jakelumuoto, joka usein tunnistetaan .whl-tunnisteesta. Tämä opas perehtyy Wheel-muodon monimutkaisuuksiin, sen etuihin ja siihen, miten luodaan binääripaketteja Pythonille, ja palvelee maailmanlaajuisia kehittäjiä, jotka pyrkivät sujuvaan ja luotettavaan ohjelmistojen jakeluun.
Mikä on Wheel-muoto?
Wheel-muoto on Pythonin rakennettu pakettimuoto. Se on suunniteltu helpommin asennettavaksi kuin lähdejakelut (sdist). Se toimii korvaajana vanhemmalle egg-muodolle, korjaten useita sen puutteita. Pohjimmiltaan se on ZIP-arkisto, jolla on tietty rakenne ja metatiedot, jotka mahdollistavat pip:in ja muiden asennustyökalujen paketin nopean asentamisen ilman, että se tarvitsee rakentaa lähteestä.
Wheel-muodon keskeiset ominaisuudet
- Alustariippumattomuus (tarvittaessa): Wheelit voidaan rakentaa tietyille alustoille ja arkkitehtuureille (esim. Windows 64-bit, Linux x86_64) tai ne voivat olla alustariippumattomia (puhdas Python). Tämä mahdollistaa optimoitujen binääritiedostojen luomisen eri käyttöjärjestelmille.
- Helppo asennus: Wheel-muoto sisältää valmiiksi rakennettuja jakeluja, mikä minimoi tarpeen koodin kääntämiselle asennuksen aikana. Tämä nopeuttaa huomattavasti asennusprosessia, erityisesti paketeissa, joissa on C-laajennuksia tai muita käännettyjä komponentteja.
- Metatietojen sisällyttäminen: Wheelit sisältävät kaikki tarvittavat metatiedot paketista, mukaan lukien riippuvuudet, versiotiedot ja sisääntulopisteet. Nämä metatiedot ovat ratkaisevan tärkeitä pakettienhallinnoille, kuten
pip, riippuvuuksien käsittelyssä ja paketin oikeassa asentamisessa. - Atomi asennus:
pipasentaa paketit Wheeleistä atomisesti. Tämä tarkoittaa, että asennus joko valmistuu onnistuneesti tai palautetaan kokonaan, mikä estää osittain asennetut paketit, jotka voivat johtaa epäjohdonmukaisuuksiin. - Toistettavuus: Wheelit parantavat toistettavuutta tarjoamalla johdonmukaisen rakennetun artefaktin, joka voidaan asentaa useisiin ympäristöihin ilman uudelleenkompilointia (olettaen, että kohdealusta vastaa).
Miksi käyttää Wheelejä?
Wheelejen valitseminen lähdejakelujen sijaan tarjoaa lukuisia etuja, virtaviivaistaen paketin asennus- ja käyttöönotto prosessia. Tässä on erittely tärkeimmistä hyödyistä:
Nopeammat asennusajat
Yksi Wheelejen merkittävimmistä eduista on niiden nopeus. Tarjoamalla valmiiksi rakennettuja jakeluja Wheelit eliminoivat tarpeen koodin kääntämiselle asennuksen aikana. Tämä on erityisen hyödyllistä paketeille, joissa on käännettyjä laajennuksia, jotka on kirjoitettu C:llä, C++:lla tai muilla kielillä. Kuvittele monimutkaisen tieteellisen kirjaston käyttöönottoa; Wheelin käyttäminen vähentää dramaattisesti asennusaikaa loppukäyttäjien koneilla.
Esimerkki: numpy:n asentaminen lähteestä voi kestää useita minuutteja, erityisesti vanhemmalla laitteistolla. Asentaminen Wheelistä kestää tyypillisesti sekunteja.
Vähentynyt riippuvuus rakennustyökaluista
Pakettien asentaminen lähteestä vaatii usein käyttäjiltä tarvittavien rakennustyökalujen (kääntäjät, headerit jne.) asentamista järjestelmäänsä. Tämä voi olla este sisäänpääsylle, erityisesti käyttäjille, jotka eivät tunne ohjelmistokehitystä. Wheelit poistavat tämän riippuvuuden, mikä tekee asennuksesta yksinkertaisemman ja helpommin saavutettavan.
Esimerkki: Tietotieteilijällä tutkimuslaboratoriossa ei välttämättä ole tarvittavia kääntäjiä paketin rakentamiseen lähteestä. Wheel mahdollistaa paketin asentamisen suoraan ilman, että hänen tarvitsee konfiguroida ympäristöään.
Parannettu luotettavuus
Tarjoamalla valmiiksi rakennettuja binääritiedostoja Wheelit varmistavat, että paketti asennetaan johdonmukaisesti eri ympäristöissä. Tämä vähentää asennusvirheiden riskiä johtuen järjestelmäkonfiguraatioiden tai rakennustyökalujen versioiden vaihteluista. Tämä johdonmukaisuus on ensiarvoisen tärkeää sovelluksille, jotka vaativat vakaata ja ennustettavaa käyttäytymistä.
Esimerkki: Useille palvelimille otettu verkko-ohjelma tarvitsee johdonmukaiset pakettiversiot. Wheelejen käyttäminen varmistaa, että samat binääritiedostot asennetaan jokaiselle palvelimelle, mikä minimoi käyttöönotto-ongelmien riskin.
Parannettu turvallisuus
Wheelit voidaan allekirjoittaa niiden aitouden ja eheyden varmistamiseksi. Tämä auttaa estämään pahoja toimijoita levittämästä muokattuja paketteja. Pakettien allekirjoittaminen tarjoaa lisäturvallisuuden kerroksen, varmistaen, että käyttäjät asentavat luotettavan ohjelmiston.
Esimerkki: Organisaatiot voivat ottaa käyttöön käytäntöjä, jotka vaativat kaikkien pakettien allekirjoittamista ennen niiden käyttöönottoa tuotantoympäristöissä. Tämä suojaa toimitusketjun hyökkäyksiltä, joissa haitallinen koodi injektoidaan paketteihin.
Wheel-pakettien luominen: Vaiheittainen opas
Wheel-pakettien luominen on suoraviivainen prosessi, joka sisältää setuptools- ja wheel-pakettien käytön. Tässä on yksityiskohtainen opas:
1. Projektin määrittäminen
Varmista ensin, että projektisi on kunnolla jäsennelty. Tarvitset vähintään setup.py-tiedoston ja pakettisi lähdekoodin.
Projektirakenteen esimerkki:
my_package/ ├── my_module/ │ ├── __init__.py │ └── my_function.py ├── setup.py └── README.md
2. setup.py -tiedosto
setup.py -tiedosto on projektisi sydän. Se sisältää metatiedot paketistasi ja määrittelee, miten se pitäisi rakentaa ja asentaa. Tässä on esimerkki setup.py -tiedostosta:
from setuptools import setup, find_packages
setup(
name='my_package',
version='0.1.0',
description='Yksinkertainen esimerkki paketti',
long_description=open('README.md').read(),
long_description_content_type='text/markdown',
url='https://github.com/your_username/my_package',
author='Your Name',
author_email='your.email@example.com',
license='MIT',
packages=find_packages(),
install_requires=['requests'],
classifiers=[
'Development Status :: 3 - Alpha',
'Intended Audience :: Developers',
'License :: OSI Approved :: MIT License',
'Programming Language :: Python :: 3',
'Programming Language :: Python :: 3.6',
'Programming Language :: Python :: 3.7',
'Programming Language :: Python :: 3.8',
'Programming Language :: Python :: 3.9',
],
)
Tärkeimpien kenttien selitys:
name: Pakettisi nimi. Tämä on nimi, jota käyttäjät käyttävät paketin asentamiseen (esim.pip install my_package).version: Pakettisi versionumero. Noudata semanttista versionumerointia (SemVer) johdonmukaisten versionumerointikäytäntöjen noudattamiseksi (esim.0.1.0,1.0.0,2.5.1).description: Lyhyt kuvaus paketistasi.long_description: Yksityiskohtainen kuvaus paketistasi. Tämä luetaan useinREADME.md-tiedostosta.url: Pakettisi kotisivun tai arkiston URL-osoite.author: Paketin tekijän nimi.author_email: Paketin tekijän sähköpostiosoite.license: Lisenssi, jonka alla pakettisi jaetaan (esim. MIT, Apache 2.0, GPL).packages: Luettelo paketeista, jotka sisällytetään jakeluusi.find_packages()löytää automaattisesti kaikki projektisi paketit.install_requires: Luettelo riippuvuuksista, joita pakettisi vaatii.pipasentaa automaattisesti nämä riippuvuudet, kun pakettisi asennetaan.classifiers: Metatiedot, jotka auttavat käyttäjiä löytämään pakettisi PyPI:stä (Python Package Index). Nämä luokittelijat kuvaavat kehitystilanteen, aiotun yleisön, lisenssin ja tuetut Python-versiot.
3. wheel:in asentaminen
Jos sinulla ei ole wheel-pakettia asennettuna, voit asentaa sen käyttämällä pip:
pip install wheel
4. Wheel-paketin rakentaminen
Siirry projektisi juurihakemistoon (missä setup.py sijaitsee) ja suorita seuraava komento:
python setup.py bdist_wheel
Tämä komento luo dist-hakemiston, joka sisältää Wheel-paketin (.whl-tiedosto) ja lähdejakelun (.tar.gz-tiedosto).
5. Wheel-tiedoston sijainti
Luotu Wheel-tiedosto sijaitsee dist-hakemistossa. Sen nimi noudattaa muotoa package_name-version-pyXX-none-any.whl, missä:
package_name: Pakettisi nimi.version: Pakettisi versionumero.pyXX: Python-versio, jonka kanssa paketti on yhteensopiva (esim.py37Python 3.7:lle).none: Ilmoittaa, että paketti ei ole alustakohtainen.any: Ilmoittaa, että paketti on yhteensopiva minkä tahansa arkkitehtuurin kanssa.
Alustakohtaisissa Wheeleissä none- ja any-tunnisteet korvataan alustan ja arkkitehtuurin tunnisteilla (esim. win_amd64 Windows 64-bitille).
6. Wheel-paketin testaaminen
Ennen kuin jakelet Wheel-pakettisi, on tärkeää testata se varmistaaksesi, että se asennetaan oikein. Voit tehdä tämän käyttämällä pip:
pip install dist/my_package-0.1.0-py39-none-any.whl
Korvaa dist/my_package-0.1.0-py39-none-any.whl Wheel-tiedostosi todellisella polulla.
7. Wheel-pakettisi jakelu
Kun olet rakentanut ja testannut Wheel-pakettisi, voit jakaa sen eri kanavien kautta:
- PyPI (Python Package Index): Yleisin tapa jakaa Python-paketteja. Voit ladata Wheel-pakettisi PyPI:hin käyttämällä
twine. - Yksityinen pakettihakemisto: Organisaation sisäiseen käyttöön voit perustaa yksityisen pakettihakemiston käyttämällä työkaluja kuten
devpitai Artifactory. - Suora jakelu: Voit myös jakaa Wheel-pakettisi suoraan käyttäjille sähköpostitse, tiedostojen jakamisen tai muiden keinojen avulla.
C-laajennusten ja alustakohtaisten Wheelejen käsittely
Alustakohtaisten Wheelejen luominen, erityisesti niissä, jotka sisältävät C-laajennuksia, vaatii lisävaiheita. Tässä on yleiskatsaus prosessista:
1. C-laajennusten kääntäminen
C-laajennukset on käännettävä jokaiselle kohdealustalle. Tämä sisältää tyypillisesti C-kääntäjän (esim. GCC, MSVC) ja alustakohtaisten rakennustyökalujen käytön.
Esimerkki: Windowsissa sinun on käytettävä Microsoft Visual C++ -kääntäjää C-laajennusten rakentamiseen. Linuxissa käytät tyypillisesti GCC:tä.
2. cffi:n tai Cython:in käyttäminen
Työkalut kuten cffi ja Cython voivat yksinkertaistaa C-laajennusten luomisprosessia. cffi mahdollistaa C-koodin kutsumisen suoraan Pythonista kirjoittamatta itse C-koodia, kun taas Cython mahdollistaa C-tyyppisen koodin kirjoittamisen, joka käännetään C-laajennuksiksi.
3. Alustakohtaisten riippuvuuksien määrittäminen
setup.py-tiedostossasi voit määrittää alustakohtaiset riippuvuudet käyttämällä setup_requires- ja install_requires-parametreja. Tämän avulla voit määrittää eri riippuvuuksia eri alustoille.
Esimerkki:
from setuptools import setup, Extension import platform if platform.system() == 'Windows': extra_compile_args = ['/O2', '/EHsc'] else: extra_compile_args = ['-O3'] setup( name='my_package', version='0.1.0', ext_modules=[ Extension( 'my_package.my_extension', ['my_package/my_extension.c'], extra_compile_args=extra_compile_args, ), ], )
4. Alustakohtaisten Wheelejen rakentaminen
Alustakohtaisten Wheelejen rakentamiseksi sinun on käytettävä sopivaa rakennusympäristöä jokaiselle kohdealustalle. Tämä voi sisältää virtuaalikoneiden tai kontainerointiteknologioiden, kuten Docker, käyttöä.
Esimerkki: Rakentaaksesi Wheelin Windows 64-bitille, sinun on suoritettava rakennusprosessi Windows 64-bit -järjestelmässä, jossa on asennettuna Microsoft Visual C++ -kääntäjä.
Parhaat käytännöt Wheel-pakettien luomiseen
Parhaiden käytäntöjen noudattaminen varmistaa, että Wheel-pakettisi ovat luotettavia, ylläpidettäviä ja helppokäyttöisiä. Tässä on joitain keskeisiä suosituksia:
1. Käytä semanttista versionumerointia (SemVer)
Noudata semanttista versionumerointia (SemVer) johdonmukaisten versionumerointikäytäntöjen noudattamiseksi. SemVer käyttää kolmiosaisen versionumeron (MAJOR.MINOR.PATCH) osoittamaan muutosten tyyppiä kussakin julkaisussa.
- MAJOR: Ilmaisee yhteensopimattomat API-muutokset.
- MINOR: Ilmaisee uudet ominaisuudet, jotka ovat taaksepäin yhteensopivia.
- PATCH: Ilmaisee bugikorjaukset, jotka ovat taaksepäin yhteensopivia.
Esimerkki: Funktion parametrien muuttaminen tavalla, joka rikkoo olemassa olevan koodin, oikeuttaisi pääversion korotukseen (esim. 1.0.0:sta 2.0.0:aan). Uuden funktion lisääminen muuttamatta olemassa olevia oikeuttaisi pienemmän version korotukseen (esim. 1.0.0:sta 1.1.0:aan). Bugin korjaaminen oikeuttaisi korjausversion korotukseen (esim. 1.0.0:sta 1.0.1:een).
2. Sisällytä README.md-tiedosto
Sisällytä README.md-tiedosto, joka sisältää yksityiskohtaisen kuvauksen paketistasi, mukaan lukien asennusohjeet, käyttöesimerkit ja osallistumisohjeet. Tämä auttaa käyttäjiä ymmärtämään, miten pakettiasi käytetään, ja kannustaa osallistumiseen.
3. Kirjoita selkeä ja ytimekäs dokumentaatio
Kirjoita selkeä ja ytimekäs dokumentaatio paketistasi, mukaan lukien API-dokumentaatio, opetusohjelmat ja esimerkit. Käytä työkaluja, kuten Sphinx tai Read the Docs, luodaksesi dokumentaation koodikommenteistasi.
4. Käytä lisenssiä
Valitse paketillesi lisenssi, joka määrittelee selvästi ehdot, joiden mukaan sitä voidaan käyttää, muokata ja jakaa. Yleisiä lisenssejä ovat MIT, Apache 2.0 ja GPL.
5. Testaa pakettisi perusteellisesti
Testaa pakettisi perusteellisesti käyttämällä automatisoituja testaustyökaluja, kuten pytest tai unittest. Kirjoita yksikkötestejä, integraatiotestejä ja päästä päähän -testejä varmistaaksesi, että pakettisi toimii oikein eri skenaarioissa.
6. Käytä jatkuvaa integraatiota (CI)
Käytä jatkuvan integraation (CI) työkaluja, kuten GitHub Actions, GitLab CI tai Jenkins, rakentaaksesi ja testataksesi pakettisi automaattisesti aina, kun koodikantaan tehdään muutoksia. Tämä auttaa havaitsemaan bugeja varhaisessa vaiheessa ja varmistaa, että pakettisi on aina toimintakunnossa.
7. Allekirjoita pakettisi
Allekirjoita pakettisi niiden aitouden ja eheyden varmistamiseksi. Tämä auttaa estämään pahoja toimijoita levittämästä muokattuja paketteja. Käytä työkaluja, kuten gpg tai keyring, pakettiesi allekirjoittamiseen.
Kehittyneitä Wheel-tekniikoita
Kehittyneempiin käyttötapauksiin harkitse näitä tekniikoita:
1. build:in käyttäminen
build-paketti tarjoaa modernin ja standardoidun tavan Python-pakettien rakentamiseen. Se tukee sekä Wheel- että lähdejakeluja ja tarjoaa yksinkertaisemman käyttöliittymän kuin setuptools.
pip install build python -m build
2. Muokattavat asennukset
Muokattavat asennukset mahdollistavat paketin asentamisen tavalla, joka linkittyy suoraan lähdekoodiin. Tämä on hyödyllistä kehitystyössä, sillä lähdekoodin muutokset näkyvät välittömästi asennetussa paketissa ilman uudelleenasennusta.
pip install -e .
3. Rakennusprosessin mukauttaminen
Voit mukauttaa rakennusprosessia määrittelemällä mukautettuja rakennuskriptejä tai käyttämällä rakennusjärjestelmiä, kuten Meson tai CMake. Tämä mahdollistaa monimutkaisempien rakennusskenaarioiden käsittelemisen, kuten C-laajennusten rakentamisen tietyillä kääntäjälippujen kanssa tai linkittämisen ulkoisiin kirjastoihin.
4. auditwheel:in käyttäminen
auditwheel-työkalua käytetään auditoimaan ja korjaamaan Linux Wheelit, jotka sisältävät jaettuja kirjastoja. Se varmistaa, että Wheel sisältää kaikki tarvittavat riippuvuudet toimiakseen laajalla valikoimalla Linux-jakeluja.
pip install auditwheel auditwheel repair dist/my_package-0.1.0-py39-linux_x86_64.whl
Johtopäätös
Wheel-jakelumuoto on olennainen työkalu Python-kehittäjille, jotka pyrkivät tehokkaaseen, luotettavaan ja turvalliseen pakettien jakeluun. Noudattamalla tässä oppaassa esitettyjä vaiheita ja omaksumalla parhaat käytännöt voit luoda Wheel-paketteja, jotka virtaviivaistavat asennusprosessia, vähentävät riippuvuutta rakennustyökaluista ja parantavat yleistä käyttökokemusta. Olitpa sitten jakamassa paketteja avoimen lähdekoodin yhteisölle tai ottamassa käyttöön sisäisiä sovelluksia, Wheel-muodon ymmärtäminen ja hyödyntäminen on arvokas taito jokaiselle Python-kehittäjälle. Kun Python kehittyy edelleen, modernien pakkauskäytäntöjen, kuten Wheelin, omaksuminen varmistaa, että projektisi pysyvät saavutettavina ja ylläpidettävinä globaalille yleisölle.
Näitä käytäntöjä noudattamalla edistät vakaampaa ja helpommin saavutettavaa Python-ekosysteemiä maailmanlaajuisesti.