Виртуальные окружения. Подробная инструкция на Python. - UPROGER

Продолжаем серию “Python.Уроки”. На этот раз мы изучим, что такое виртуальные окружения в Python, зачем они нужны и как их использовать. Познакомимся с инструментами virtualenv и venv для создания виртуальных окружений.

Что такое виртуальное окружение и зачем оно нужно?

При разработке Python-приложений или использовании решений на Python, созданных другими разработчиками, может возникнуть ряд проблем, связанных с использованием библиотек различных версий. Рассмотрим их более подробно.

Во-первых: различные приложения могут использовать одну и туже библиотеку, но при этом требуемые версии могут отличаться.

Во-вторых: может возникнуть необходимость в том, чтобы запретить вносить изменения в приложение на уровне библиотек, т.е. вы установили приложение и хотите, чтобы оно работало независимо от того обновляются у вас библиотеки или нет. Как вы понимаете, если оно будет использовать библиотеки из глобального хранилища (/usr/lib/pythonXX/site-packages), то, со временем, могут возникнуть проблемы.

В-третьих: у вас просто может не быть доступа к каталогу /usr/lib/pythonXX/site-packages.

Для решения данных вопросов используется подход, основанный на построении виртуальных окружений – своего рода песочниц, в рамках которых запускается приложение со своими библиотеками, обновление и изменение которых не затронет другие приложение, использующие те же библиотеки.

ПО позволяющее создавать виртуальное окружение в Python

Программное обеспечение, которое позволяет создавать виртуальные окружения в Python можно разделить на те, что входят в стандартную библиотеку Python и не входят в нее. Сделаем краткий обзор доступных инструментов (хороший пост на эту тем есть на stackoverflow).

Начнем с инструментов, которые входят в PyPI. Если кто не знает PyPI – это Python Package Index (PyPI) – репозиторий пакетов Python, доступный для любого разработчика и пользователя Python ().

virtualenv

Это, наверное, одни из самых популярных инструментов, позволяющих создавать виртуальные окружения. Он прост в установке и использовании. В сети довольно много руководств по virtualenv, самые интересные, на наш взгляд, будут собраны в конце урока в разделе “Полезные ссылки”. В общем, этот инструмент нужно обязательно освоить, как минимум, потому что описание развертывания и использования многих систем, созданных с использованием Python, включает в себя процесс создания виртуального окружения с помощью virtualenv.

pyenv

Инструмент для изоляции версий Python. Чаще всего применяется, когда на одной машине вам нужно иметь несколько версий интерпретатора для тестирования на них разрабатываемого вами ПО.

virtualenvwrapper

Virtualenvwrapper – это обертка для virtualenv позволяющая хранить все изолированные окружения в одном месте, создавать их, копировать и удалять. Предоставляет удобный способ переключения между окружениями и возможность расширять функционал за счет plug-in’ов.

Существуют ещё инструменты и plug-in’ы, выполняющие работу по изоляции частей системы Python, но мы их не будем рассматривать.

Инструменты, входящие в стандартную библиотеку Python.

venv

Этот модуль появился в Python3 и не может быть использован для решения задачи изоляции в Python2. По своему функционалу очень похож на virtualenv. Если вы работаете с третьим Python, то можете смело использовать данный инструмент.

virtualenv

Будем рассматривать работу с virtualenv в рамках операционной системы Linux. Для Windows все будет очень похоже, за исключением моментов, связанных со спецификой этой ОС: названия и расположение каталогов, запуск скриптов оболочки и т.п.

Установка virtualenv

Virtualenv можно установить с использованием менеджера pip (ссылка на статью), либо скачать исходные коды проекта и установить приложение вручную.

Установка с использованием pip.

Для установки virtualenv откройте консоль и введите следующую команду:

> pip install virtualenv

Установка из исходного кода проекта.

В этом случае, вам нужно будет выполнить чуть большее количество действий.

Введите в консоли следующий набор команд:

> curl -O https://pypi.python.org/packages/source/v/virtualenv/virtualenv-X.X.tar.gz
> tar xvfz virtualenv-X.X.tar.gz
> cd virtualenv-X.X
>  [sudo] python setup.py install

X.X – это версия приложения, ее вам нужно знать заранее.

Если использовать ключевое слово sudo, инструмент будет установлен глобально, в противном случае – локально.

Мы рекомендуем вам использовать pip для установки virtualenv.

Создание виртуального окружения

Виртуальное окружение создается следующей командой:

> virtualenv PRG1

PRG1 в данном случае – это имя окружения.

После выполнения данной команды, в текущем каталоге будет создан новый каталог с именем PRG1. Разберем более подробно его содержимое.

RPG1/bin/ – содержит скрипты для активации/деактивации окружения, интерпретатор Python, используемый в рамках данного окружения, менеджер pip и ещё несколько инструментов, обеспечивающих работу с пакетами Python. В Windows, это каталог PRG1\Scripts

PRG1/include/ и PRG1/lib/ – каталоги, содержащие библиотечные файлы окружения. Новые пакеты будут установлены в каталог PRG1/lib/pythonX.X/site-packages/.

Активация виртуального окружения

Для активации виртуального окружения воспользуйтесь командой (для Linux):

> source PRG1/bin/activate

для Windows команда будет выглядеть так:

> PRG1\Scripts\activate.bat

Команда source выполняет bash-скрипт без запуска второго bash-процесса.

Если команда выполнилась успешно, то вы увидите, что перед приглашением в командной строке появилась дополнительная надпись, совпадающая с именем виртуального окружения.

При этом в переменную окружения PATH, в самое начало, будет добавлен путь до директории bin, созданного каталога RPG1.

Если вы создадите виртуальное окружение с ключем –system-site-packages:

> virtualenv --system-site-packages PRG1

то в рамках окружения PRG1 вы будите иметь доступ к глобальному хранилищу пакетов:

в Linux: /usr/lib/pythonX.X/site-packages

в Windows: \PythonXX\Lib\site-packages

Деактивация виртуального окружения

Для деактивации виртуального окружения (выхода из него), введите команду deactivate для Linux или deactivate.bat, если вы работаете в Windows.

> deactivate

venv

Устанавливать venv не нужно, т.к. он входит в стандартную библиотеку Python. Т.е. если вы установили себе Python, то venv у вас уже есть. Помните, что venv работает только в Python3!

Создание виртуального окружения

Для создания виртуального окружения с именем PRG2 с помощью venv выполните следующую команду:

> python -m venv PRG2

В результате будет создан каталог PRG2 со структурой похожей на ту, что была описана для virtualenv. Функциональное назначение каталогов тоже самое.