Een uitgebreide handleiding voor het instellen van Python virtuele omgevingen met virtualenv en venv, voor projectisolatie en afhankelijkheidsbeheer voor ontwikkelaars wereldwijd.
Python Virtualenv Instellen: Geïsoleerde Omgeving Creëren
In de wereld van Python-ontwikkeling is het beheren van afhankelijkheden en het waarborgen van projectisolatie cruciaal voor het creëren van robuuste en onderhoudbare applicaties. Een van de meest effectieve manieren om dit te bereiken, is door het gebruik van virtuele omgevingen. Een virtuele omgeving is een op zichzelf staande directory die een specifieke Python-interpreter bevat, samen met de geïnstalleerde pakketten. Hierdoor kunt u tegelijkertijd aan meerdere projecten werken, elk met zijn eigen unieke set afhankelijkheden, zonder conflicten als gevolg van verschillende pakketversies.
Waarom Virtuele Omgevingen Gebruiken?
Overweeg een scenario waarin u aan twee Python-projecten werkt. Project A vereist versie 1.0 van een bepaalde bibliotheek, terwijl Project B versie 2.0 van dezelfde bibliotheek nodig heeft. Zonder virtuele omgevingen zou het wereldwijd installeren van de bibliotheek waarschijnlijk compatibiliteitsproblemen veroorzaken voor een van de projecten. Virtuele omgevingen lossen dit probleem op door geïsoleerde ruimtes te bieden voor elk project om zijn eigen set pakketten te hebben.
Hier zijn enkele belangrijke voordelen van het gebruik van virtuele omgevingen:
- Afhankelijkheidsisolatie: Elk project heeft zijn eigen set afhankelijkheden, waardoor conflicten worden voorkomen.
- Versiebeheer: Beheer eenvoudig verschillende versies van pakketten voor verschillende projecten.
- Projectreproduceerbaarheid: Zorg ervoor dat uw project eenvoudig kan worden gerepliceerd op verschillende machines met dezelfde afhankelijkheden.
- Schone Globale Omgeving: Houdt uw globale Python-installatie schoon en overzichtelijk.
Virtuele Omgevingen Instellen: virtualenv en venv
Er zijn twee primaire tools voor het maken van virtuele omgevingen in Python: virtualenv en venv. virtualenv is een pakket van derden dat al lange tijd bestaat en een breed scala aan functies biedt. venv is een ingebouwde module in Python 3.3 en later, die een lichtgewicht alternatief biedt voor virtualenv. Beide tools bereiken hetzelfde doel: het creëren van geïsoleerde Python-omgevingen.
Using virtualenv
virtualenv is een populaire en veelgebruikte tool voor het maken van virtuele omgevingen. Hier is hoe u het kunt gebruiken:
Installation
Eerst moet u virtualenv installeren. U kunt dit doen met behulp van pip:
pip install virtualenv
Creating a Virtual Environment
Zodra virtualenv is geïnstalleerd, kunt u een virtuele omgeving maken in uw projectdirectory. Navigeer naar uw projectdirectory in de terminal en voer de volgende opdracht uit:
virtualenv myenv
Deze opdracht maakt een nieuwe directory met de naam myenv (u kunt elke gewenste naam kiezen) die de virtuele omgeving bevat. De myenv directory bevat de volgende subdirectories:
bin: Bevat het Python-uitvoerbare bestand en activeringsscripts.include: Bevat C-headers voor het compileren van Python-extensies.lib: Bevat de site-packages directory waar geïnstalleerde pakketten zich bevinden.
Activating the Virtual Environment
Om de virtuele omgeving te gebruiken, moet u deze activeren. Dit wijzigt de omgevingsvariabelen van uw shell om de Python-interpreter en pakketten binnen de virtuele omgeving te gebruiken.
Gebruik de volgende opdracht op Linux/macOS:
source myenv/bin/activate
Gebruik de volgende opdracht op Windows:
myenv\Scripts\activate
Na activering zult u merken dat uw terminalprompt verandert om de actieve virtuele omgeving aan te geven (bijv. (myenv) $). Alle pakketten die u nu met pip installeert, worden in de virtuele omgeving geïnstalleerd en hebben geen invloed op uw globale Python-installatie of andere virtuele omgevingen.
Deactivating the Virtual Environment
Wanneer u klaar bent met het project, kunt u de virtuele omgeving deactiveren door de volgende opdracht uit te voeren:
deactivate
Dit brengt uw terminalprompt terug naar de normale status en keert terug naar het gebruik van uw globale Python-installatie.
Using venv
venv is een ingebouwde module in Python 3.3 en later, die een lichtgewicht alternatief biedt voor virtualenv. Het wordt over het algemeen aanbevolen om venv te gebruiken als u een Python-versie gebruikt die het bevat.
Creating a Virtual Environment
Om een virtuele omgeving te maken met venv, navigeert u naar uw projectdirectory in de terminal en voert u de volgende opdracht uit:
python3 -m venv myenv
Deze opdracht maakt een nieuwe directory met de naam myenv (of een naam naar keuze) die de virtuele omgeving bevat, vergelijkbaar met virtualenv.
Activating the Virtual Environment
Het activeringsproces voor venv is hetzelfde als voor virtualenv. Gebruik de volgende opdracht op Linux/macOS:
source myenv/bin/activate
Gebruik de volgende opdracht op Windows:
myenv\Scripts\activate
Na activering geeft uw terminalprompt de actieve virtuele omgeving aan, en alle pakketten die u installeert, worden geïsoleerd binnen de omgeving.
Deactivating the Virtual Environment
Het deactiveren van een venv omgeving is ook hetzelfde als bij virtualenv:
deactivate
Afhankelijkheden Beheren met pip
Zodra u een virtuele omgeving heeft geactiveerd, kunt u pip gebruiken om pakketten te installeren, upgraden en verwijderen. Hier zijn enkele veelvoorkomende pip-opdrachten:
- Een pakket installeren:
pip install package_name(bijv.pip install requests) - Een specifieke versie van een pakket installeren:
pip install package_name==version(bijv.pip install requests==2.26.0) - Een pakket upgraden:
pip install --upgrade package_name(bijv.pip install --upgrade requests) - Een pakket verwijderen:
pip uninstall package_name(bijv.pip uninstall requests) - Geïnstalleerde pakketten weergeven:
pip listofpip freeze
Een Vereistenbestand Genereren
Om ervoor te zorgen dat de afhankelijkheden van uw project eenvoudig kunnen worden gerepliceerd op andere machines, is het best practice om een requirements.txt bestand te genereren. Dit bestand bevat een lijst van alle pakketten en hun versies die in uw virtuele omgeving zijn geïnstalleerd.
Om een requirements.txt bestand te genereren, activeert u uw virtuele omgeving en voert u de volgende opdracht uit:
pip freeze > requirements.txt
Dit maakt een bestand met de naam requirements.txt in uw projectdirectory. U kunt dit bestand vervolgens opnemen in het versiebeheersysteem van uw project (bijv. Git), zodat anderen eenvoudig dezelfde afhankelijkheden kunnen installeren.
Installeren vanaf een Vereistenbestand
Om de afhankelijkheden te installeren die in een requirements.txt bestand staan, activeert u uw virtuele omgeving en voert u de volgende opdracht uit:
pip install -r requirements.txt
Dit installeert alle pakketten en hun gespecificeerde versies uit het requirements.txt bestand.
Best Practices voor Virtueel Omgevingsgebruik
Hier zijn enkele best practices die u kunt volgen bij het gebruik van virtuele omgevingen:
- Maak een virtuele omgeving voor elk project: Dit zorgt ervoor dat elk project zijn eigen geïsoleerde set afhankelijkheden heeft.
- Houd uw vereistenbestand up-to-date: Werk uw
requirements.txtbestand regelmatig bij om de huidige afhankelijkheden van uw project weer te geven. - Gebruik versiebeheer: Neem uw virtuele omgevingsdirectory op in het
.gitignorebestand van uw project om te voorkomen dat deze wordt vastgelegd in versiebeheer. Leg alleen hetrequirements.txtbestand vast. - Geef uw virtuele omgevingen consistent een naam: Gebruik een consistente naamgevingsconventie voor uw virtuele omgevingen om verwarring te voorkomen. U kunt ze bijvoorbeeld
.venvofvenvnoemen. - Gebruik een virtuele omgevingsbeheerder: Overweeg het gebruik van een virtuele omgevingsbeheerder zoals
virtualenvwrapperofcondaom het beheer van meerdere virtuele omgevingen te vereenvoudigen.
Virtuele Omgevingsbeheerders
Hoewel virtualenv en venv uitstekende tools zijn voor het maken van virtuele omgevingen, kunnen ze lastig te beheren worden bij het werken met meerdere projecten. Virtuele omgevingsbeheerders bieden extra functies en gemak voor het beheren van virtuele omgevingen.
virtualenvwrapper
virtualenvwrapper is een set extensies voor virtualenv die het gemakkelijker maakt om virtuele omgevingen te creëren, te beheren en ermee te werken. Het biedt opdrachten voor het maken, activeren, deactiveren en verwijderen van virtuele omgevingen, evenals voor het weergeven van beschikbare omgevingen.
Om virtualenvwrapper te installeren, gebruikt u pip:
pip install virtualenvwrapper
De installatie en het gebruik van virtualenvwrapper varieert afhankelijk van uw besturingssysteem. Raadpleeg de virtualenvwrapper documentatie voor gedetailleerde instructies.
conda
conda is een open-source pakket-, afhankelijkheids- en omgevingsbeheersysteem. Het wordt vaak gebruikt in data science en wetenschappelijk computergebruik, maar het kan ook worden gebruikt voor algemene Python-ontwikkeling. conda stelt u in staat om virtuele omgevingen te creëren en te beheren, evenals om pakketten te installeren en te beheren.
Om conda te installeren, downloadt en installeert u Anaconda of Miniconda van de Anaconda-website.
Om een nieuwe conda-omgeving te maken, gebruikt u de volgende opdracht:
conda create --name myenv python=3.9
Om de omgeving te activeren:
conda activate myenv
Om de omgeving te deactiveren:
conda deactivate
Conda biedt een uitgebreide set tools voor het beheren van afhankelijkheden en omgevingen, waardoor het een populaire keuze is voor complexe projecten.
Globale overwegingen en best practices
Houd bij het werken in wereldwijde teams of het implementeren van applicaties in verschillende regio's rekening met de volgende factoren:
- Consistente Python-versies: Zorg ervoor dat alle teamleden dezelfde Python-versie gebruiken voor ontwikkeling. Dit voorkomt onverwachte compatibiliteitsproblemen tijdens integratie en implementatie. Een ontwikkelteam in Tokio, Japan, en een ander in Londen, VK, moeten bijvoorbeeld een enkele Python-versie overeenkomen.
- Gestandaardiseerde omgevingen: Gebruik tools zoals Docker of Vagrant naast virtuele omgevingen om consistente ontwikkel- en implementatieomgevingen te creëren op verschillende besturingssystemen en infrastructuren. Dit garandeert dat uw applicatie zich gedraagt zoals verwacht, ongeacht het onderliggende systeem. Stel u voor dat u een applicatie die op macOS is ontwikkeld, implementeert op een Linux-server; het gebruik van Docker zorgt voor consistent gedrag.
- Afhankelijkheden vastzetten: Gebruik nauwkeurige versienummers in uw `requirements.txt`-bestand. Dit zorgt ervoor dat iedereen exact dezelfde versies van afhankelijkheden gebruikt, waardoor potentiële bugs als gevolg van verschillende bibliotheekversies worden voorkomen. Gebruik in plaats van `requests>=2.0` `requests==2.28.1`.
- Cross-platform compatibiliteit: Test uw applicatie op verschillende besturingssystemen (Windows, macOS, Linux) om platformspecifieke problemen vroeg in het ontwikkelproces te identificeren en op te lossen. Cloudgebaseerde CI/CD-pijplijnen kunnen het testen op verschillende platforms automatiseren.
- Tijdzones: Gebruik bij het omgaan met tijdsgevoelige gegevens een consistente tijdzone (bijvoorbeeld UTC) en handel tijdzoneconversies op de juiste manier af. Vermijd het vertrouwen op lokale tijdzones, omdat deze in verschillende regio's kunnen verschillen.
- Tekencodering: Gebruik UTF-8-codering voor alle tekstbestanden (inclusief broncode en configuratiebestanden) om een correcte verwerking van internationale tekens te garanderen.
Probleemoplossing bij veelvoorkomende problemen
Hier zijn enkele veelvoorkomende problemen die u kunt tegenkomen bij het werken met virtuele omgevingen en hoe u deze kunt oplossen:
- Activeringsproblemen: Als u problemen ondervindt bij het activeren van een virtuele omgeving, zorg er dan voor dat u het juiste activeringsscript gebruikt voor uw besturingssysteem en shell. Controleer het pad naar het activeringsscript en zorg ervoor dat het uitvoerbaar is.
- Problemen met pakketinstallatie: Als u problemen ondervindt bij het installeren van pakketten, zorg er dan voor dat u de virtuele omgeving hebt geactiveerd en dat u de juiste versie van pip gebruikt. Mogelijk moet u pip ook upgraden naar de nieuwste versie.
- Afhankelijkheidsconflicten: Als u afhankelijkheidsconflicten tegenkomt, probeer dan
pipdeptreeofpip-toolste gebruiken om uw afhankelijkheden te analyseren en de conflicterende pakketten te identificeren. Mogelijk moet u bepaalde pakketten upgraden of downgraden om de conflicten op te lossen. - Beschadiging van de virtuele omgeving: Als uw virtuele omgeving beschadigd raakt, kunt u proberen deze te verwijderen en helemaal opnieuw te maken.
Conclusie
Virtuele omgevingen zijn een essentieel hulpmiddel voor Python-ontwikkelaars en bieden afhankelijkheidsisolatie, versiebeheer en projectreproduceerbaarheid. Door virtualenv of venv te gebruiken, kunt u ervoor zorgen dat uw projecten van elkaar zijn geïsoleerd en dat uw globale Python-installatie schoon blijft. Vergeet niet om voor elk project een requirements.txt bestand te genereren om een eenvoudige replicatie van afhankelijkheden te vergemakkelijken. Door de best practices te volgen die in deze handleiding worden beschreven, kunt u uw Python-ontwikkelworkflow stroomlijnen en robuustere en onderhoudbaardere applicaties creëren. Voor wereldwijde samenwerking zijn gestandaardiseerde omgevingen en zorgvuldig afhankelijkheidsbeheer van het grootste belang.