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python的沙盒环境--virtualenv

简介:   VirtualEnv用于在一台机器上创建多个独立的python运行环境,VirtualEnvWrapper为前者提供了一些便利的命令行上的封装。 使用 VirtualEnv 的理由: 隔离项目之间的第三方包依赖,如A项目依赖django1.2.5,B项目依赖django1.3。
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VirtualEnv用于在一台机器上创建多个独立的python运行环境,VirtualEnvWrapper为前者提供了一些便利的命令行上的封装。

使用 VirtualEnv 的理由:

  • 隔离项目之间的第三方包依赖,如A项目依赖django1.2.5,B项目依赖django1.3。
  • 为部署应用提供方便,把开发环境的虚拟环境打包到生产环境即可,不需要在服务器上再折腾一翻。

使用说明:

安装: sudo easy_install virtualenv

建立新的运行环境:virtualenv <env-name>

进入相应的独立环境:source <env-path>/bin/activate

 

最近无意中看到一本书《Python Testing Cookbook》,正好我们项目最近要提高测试质量,就”翻“来看看。书中介绍了一些方便的工具,比如virtualenv
通过virtualenv可以方便的创建一个隔离的python环境,即所谓的沙盒。沙盒的好处包括:

  • 解决库之间的版本依赖,比如同一系统上不同应用依赖同一个库的不同版本。
  • 解决权限限制,比如你没有root权限。
  • 尝试新的工具,而不用担心污染系统环境。


当然,virtualenv还是需要安装到系统环境的,通过easy_install。然后就可以创建沙盒了:
$virtualenv 沙盒名(比如mysandbox)
这个命令会创建一个目录mysandbox,沙盒的所有内容都在该目录下。在mysandbox/bin目录下有个定制的python解释器,它会优先使用mysandbox/lib/pythonX.X/site-packages目录下的库。通过该解释器安装的库都放在上述目录中。
为了方便使用,virtualenv在mysandbox/bin目录下还提供了两个脚本:
$source mysandbox/bin/activate : 启用指定的沙盒。其实只是改变环境变量PATH中python的路径。你会注意到控制台的前缀变成了 (mysandbox)$,提示你已经进入该沙盒环境。
$source mysandbox/bin/deactivate : 关闭指定的沙盒。
之前说到沙盒的解释器会优先查找沙盒的site-packages目录,如果找不到,就会查找系统的site-packages目录。我们可以在创建沙盒时加入参数--no-site-packages来禁止它查找系统的目录。
virtualenv的作者还无私地推荐了另一个强大的沙盒工具 zc.buildout
”I strongly recommend anyone doing application development or deployment use one of these tools.“

 

 

 

作者是 Mosky Virtualenv 和 Pythonbrew 都是可以創造虛擬(獨立)Python 環境的工具,只是虛擬(獨立)標的不同。

Virtualenv 可以隔離函數庫需求不同的專案,讓它們不會互相影響。在建立並啟動虛擬環境後,透過 pip 安裝的套件會被放在虛擬環境中,專案就可以擁有一個獨立的環境。

簡而言之,Virtualenv 可以幫你做到:

  • 在沒有權限的情況下安裝新套件
  • 不同專案可以使用不同版本的相同套件
  • 套件版本升級時不會影響其他專案

Pythonbrew 則可以在家目錄中安裝多個 Python,並迅速地切換版本;也可以在指定的 Python 版本下批次測試你的 Python 程式;另外更整合了 Virtualenv。

這篇文章會詳細介紹這兩個工具,讓你在多人開發及多版本開發的環境中更得心應手。

 

事前準備

Python 的 package 通常會上傳至 PyPI,有很多工具都可以從 PyPI 安裝 package。下面會使用 easy_install 這個工具(由 setuptools 提供)來安裝 Virtualenv 和 Pythonbrew。

01. Linux

如果不知道 easy_install 或還沒安裝 setuptools,在 Debian/Ubuntu 可以用下列指令安裝:

$ sudo apt-get install python-setuptools

在 Fedora/CentOS/Redhat/openSUSE,則可以使用:

$ su -
# yum install python-setuptools

02. Windows

在 Windows 則可以從 setuptools 的頁面找到 *.exe 格式的安裝檔案。安裝完後,可以在 C:\PythonX.Y\Scripts\(X.Y 是 Python 的版本)下找到 easy_install.exe。記得把這個路徑放進 Windows 環境變數中的 PATH。

接著就可以輕鬆安裝任何在 PyPI 的 Python Package 囉。

Virtualenv - Virtual Python Environment builder

01. 安裝

Pythonbrew 已整合了 Virtualenv,如果不想額外安裝一個套件,也可以不要裝 Virtualenv。

如果需要安裝,請於命令列模式下輸入下列指令:

# easy_install virtualenv

02. 使用方法

I. 建立虛擬環境

請於命令列模式下輸入下列指令:

$ virtualenv [指定虛擬環境的名稱]

例如下列指令會建立名為 "ENV" 的虛擬環境:

$ virtualenv ENV

預設在建立虛擬環境時,會依賴系統環境中的 site packages,如果想完全不依賴系統的 packages,可以加上參數 --no-site-packages 來建立虛擬環境:

$ virtualenv --no-site-packages [指定虛擬環境的名稱]

II. 啟動虛擬環境

請先切換當前目錄至建立的虛擬環境中。前例中,建立名稱為 "ENV",則:

$ cd ENV

接著,啟動虛擬環境:

$ source bin/activate

在 Windows 環境中則改用:

> \path\to\env\Scripts\activate.bat

然後就可以注意到,在 shell 提示字元的最前面多了虛擬環境的名稱提示:

(ENV) ...$
III. 退出虛擬環境

請於命令列模式下輸入下列指令:

$ deactivate

就可以回到系統原先的 Python 環境。

IV. 在虛擬環境安裝新的 Python 套件

Virtualenv 在安裝時會附帶 pip 這個 Python 的套件安裝工具,當虛擬環境被啟動時,由它安裝的 package 會出現在虛擬環境的資料夾中,用法是:

(ENV)...$ pip install [套件名稱]

如果系統也有安裝 pip,請特別注意是否已經啟動虛擬環境,否則套件會被安裝到系統中,而非虛擬環境裡。

如果想要避免 pip 在沒有進入虛擬環境時被使用,可以在 ~/.bashrc 加上:

export PIP_REQUIRE_VIRTUALENV=true

要求 pip 一定要在虛擬環境中執行。

也可以用下面的設定,讓系統的 pip 自動使用啟動中的虛擬環境。

export PIP_RESPECT_VIRTUALENV=true

避免意外將套件安裝至系統環境。

V. 從程式中指定使用虛擬環境的函數庫

無法從 Shell 啟動虛擬環境的情況,像是使用 mod_pythonmod_wsgi,這時可以在 Python 的程式中加上:

activate_this = '/path/to/env/bin/activate_this.py'
execfile(activate_this, dict(__file__=activate_this))

來使用安裝在虛擬環境中的 packages。

03. 延伸套件:Virtualenvwrapper

Virtualenvwrapper 是一個 Virtualenv 的 extension,可使虛擬環境的管理變得更容易。

詳細來說,Virtualenvwrapper 提供下述功能:

  1. 將所有的虛擬環境整合在一個目錄下。
  2. 管理(新增、移除、複製)所有的虛擬環境。
  3. 可以使用一個命令切換虛擬環境。
  4. Tab 補全虛擬環境的名字。
  5. 每個操作都提供允許使用者自訂的 hooks。
  6. 可撰寫容易分享的 extension plugin 系統。
I. 安裝

請於命令列模式下輸入下列指令:

# easy_install virtualenvwrapper
II. 使用方法

$WORKON_HOME製作虛擬環境:

$ mkvirtualenv [-i package] [-r requirements_file] [virtualenv options] ENVNAME

列出所有的虛擬環境:

$ lsvirtualenv [-b] [-l] [-h]

-b 是簡短模式;-l 是詳細模式(預設);-h 是印出 help 資訊。

移除虛擬環境:

$ rmvirtualenv ENVNAME

複製虛擬環境:

$ cpvirtualenv ENVNAME TARGETENVNAME

啟動虛擬環境:

$ workon [environment_name]

如果只輸入 workon,則會列出所有的虛擬環境。

離開虛擬環境一樣是使用 deactivate

可以使用下面的設定來告訴 pip Virtualenv 的路徑。

export PIP_VIRTUALENV_BASE=$WORKON_HOME

Virtualenvwrapper 的功能當然不只如此,更多功能可以參考 Virtualenvwrapper 的官方文件

Pythonbrew

01. 安裝

Pythonbrew 是個比較新的專案,雖然比較新,卻非常完整。它也有整合上面介紹的 Virtualenv。可以用類似 Virtualenvwrapper 的方式來操作 Virtualenv。

安裝方式與 Virtualenv 一樣,只要輸入下面的指令就可以了:

# easy_install $ pythonbrew

Pythonbrew 官方有推薦的安裝方式,但這篇教學為求一致性,就不額外介紹了,可以參考 pythonbrew/README.rst

對於 Windows 的使用者,很可惜地,Pythonbrew 暫時沒有支援 Windows 的計畫 (#6: Windows Support? - Issues - utahta/pythonbrew - GitHub)。所以 Windows 暫時還沒辦法使用 Pythonbrew 囉。

經過 easy_install 的安裝後,還需要在 shell 執行:

$ pythonbrew_install

才會把初始的設定檔和資料夾配置進你的家目錄。接著要修改 ~/.bashrc 的配置:

$ echo "source ~/.pythonbrew/etc/bashrc" >> ~/.bashrc

這樣就算安裝完全囉。

Pythonbrew 使用 curl 來抓取資料,如果你的系統沒有,請記得安裝。Ubuntu 上可以使用這行指令:

$ sudo apt-get install curl

02. 編譯前準備

因為 Pythonbrew 採取下載 tarball,並編譯、安裝的方法,所以我們要先為系統準備好編譯 Python 所需的套件。

也因為許多 Linux 發行版都已打包 Python,所以我們可以偷懶一點,用已經打包好的套件來解決編譯所需的相依性。在 Ubuntu/Debian 上,可以透過:

$ sudo apt-get build-dep python2.7

來安裝所有編譯 Python 2.7 所需的套件。雖然已經能夠安裝得相當完整,但還是缺少了 gdbm 這個 module,如果需要的話,可以透過:

$ sudo apt-get build-dep python-gdbm

來安裝編譯 gdbm 所需的套件。

註:bsddb185linuxaudiodevossaudiodevsunaudiodev 等是按以上方式安裝後,仍會缺少的 module。其中 ossaudiodev(Open Sound System)在隨 Ubuntu 發布的 Python 中有提供,列出來讓大家參考。

Fedora/CentOS/Redhat/openSUSE 則可以使用 yum-builddep 這個指令。

03. 使用方法

Pythonbrew 的操作不外乎安裝、移除、列出及使用新的 Python 版本,下面是依照初次使用時所需的指令順序來介紹。

I. 列出可安裝的版本

首先我們用 list --know 列出可以安裝的 Python 版本:

$ pythonbrew list --know

II. 安裝新的版本

接著利用 install VERSION 來下載並編譯 Python 到本機,除了接 Python 的版本編號以外,也可以接 Python 的 tarball 路徑或網址來安裝;也能調整編譯 Python 的選項。下面是一些例子:

$ pythonbrew install 2.7.2
$ pythonbrew install --verbose 2.7.2
$ pythonbrew install --force 2.7.2
$ pythonbrew install --no-test 2.7.2
$ pythonbrew install --configure="CC=gcc_4.1" 2.7.2
$ pythonbrew install --no-setuptools 2.7.2
$ pythonbrew install http://www.python.org/ftp/python/2.7/Python-2.7.2.tgz
$ pythonbrew install /path/to/Python-2.7.2.tgz
$ pythonbrew install /path/to/Python-2.7.2
$ pythonbrew install 2.7.2 3.2
III. 清理安裝時產生的檔案

下載的 Python tarball 會放在 ~/.pythonbrew/dists/ 下;而編譯則會在 ~/.pythonbrew/build/ 下進行。如果想清理這兩個目錄,可以使用:

$ pythonbrew cleanup
IV. 列出所有已安裝的版本

安裝好之後,可以使用 list 命令列出所有已安裝的 Python 版本:

$ pythonbrew list

後面有打星號的,就是現在正在使用的 Python 版本。

V. 切換已安裝的版本

可以使用 switch 來切換預設的 Python 版本:

$ pythonbrew switch VERSION

如果只想在當前的 shell 下切換,可以使用 use

$ pythonbrew use VERSION

要切換回預設的環境時,使用 off

$ pythonbrew off

就會返回系統環境的 Python 了。

VI. 批次在不同版本下測試

最重要的是,可以用系統內所有安裝過的 Python 版本,或指定的 Python 版本來測試自己的程式!

$ pythonbrew py test.py # 使用所有有安裝的版本
$ pythonbrew py -v test.py # 詳細輸出
$ pythonbrew py -p 2.7.2 -p 3.2 test.py # 指定特定的版本

VII. 移除已安裝的版本

若想移除已經安裝的 Python,則可以使用 uninstall

$ pythonbrew uninstall 2.7.2
$ pythonbrew uninstall 2.7.2 3.2
VIII. 與 Virtualenv 的整合

要注意 Pythonbrew 中所提供的 Virtualenv,是基於 Pythonbrew 中所安裝的 Python(置於 ~/.pythonbrew/venvs/Python-VERSION/ 下)。在不使用 Pythonbrew 的情況下,無法使用附屬於 Pythonbrew 的 venv 功能。

Pythonbrew 提供了和 Virtualenvwrapper 類似的功能,只是沒有像 Virtualenvwrapper 那麼完整的 plugin 系統。所有在 Pythonbrew 中的 Virtualenv 指令都以 venv 作為第一個副命令。

$ pythonbrew venv create [指定虛擬環境的名稱]
$ pythonbrew venv list
$ pythonbrew venv use [指定虛擬環境的名稱]
$ pythonbrew venv delete [指定虛擬環境的名稱]

離開虛擬環境一樣是使用 deactivate

IX. Buildout

如果有使用 Buildout 這個工具,也可以透過 Pythonbrew 來執行:

$ pythonbrew buildout
$ pythonbrew buildout -p 2.6.6 # 指定版本
X. 自我更新

最後,Pythonbrew 有內建更新自己的指令:

$ pythonbrew update
$ pythonbrew update --master
$ pythonbrew update --develop

Virtualenv 和 Pythonbrew 就介紹到這邊,如果想獲得更多資訊,可以多多參考它們的官網哦。祝大家玩得愉快。

參考資料

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