python版本管理与虚拟环境

总结下关于pyenv以及virtualenv的理解

一般系统会自带一个python2版本的python，在实际开发中，往往可能使用python3，并且多个项目python版本要求不一样。如果同时开发多个不同版本要求的项目，直接安装多个版本的python是不行的。所以只要解决一个机器上如何并存多个版本的python即可，pyenv孕育而出。

一、pyenv

pyenv是一个管理python版本的工具，可以同时管理多个不同版本的python，并很容易地在多版本之间切换，随时随地使用任意版本的python。

1、安装

如果你是mac系统并安装了homebrew的话，直接brew install pyenv即可。如果是其他的话，可以直接clone仓库安装，当然因为我这里使用的是mac，所以主要阐述mac下操作的情况（补充：Ubuntu的话，运行curl -L https://github.com/pyenv/pyenv-installer/raw/master/bin/pyenv-installer | bash）。

如果安装过程中，遇到与openssl相关的编译报错，则是因为homebrew安装pyenv时会附带安装一个版本的openssl，可以brew uninstall openssl，然后pyenv install v 时会默认下载其所需版本的openssl。

➜  ~ pyenv -v
pyenv 1.2.19

安装完成后，要想非路径使用，需要配置环境变量（~/.bashrc或~/.zshrc等），

export PATH="/home/humh/.pyenv/bin:$PATH"
eval "$(pyenv init -)"

这里我mac安装pyenv后命令集默认位于 /usr/local/bin , 所以直接 export PATH="/usr/local/bin:$PATH" 。
配置完成后，source一下。键入pyenv -v，如果出现pyenv版本号，即安装成功。

2、使用

2.1、pyenv install

➜  ~ pyenv install --list
Available versions:
  2.1.3
  2.2.3
  2.3.7
  2.4.0
  2.4.1
  2.4.2
  .....
➜  ~ pyenv install 2.1.3

pyenv install --list可以查看到支持安装的所有python版本，然后pyenv install 2.1.3即可安装2.1.3的版本，当然你可以将2.1.3换成其他版本号。

2.2、pyenv versions

➜  ~ pyenv versions
  system
* 2.7.12 (set by /Users/humh/.pyenv/version)
  3.7.0

pyenv versions可以查看通过pyenv 安装的所有版本python（包含系统自带）。当前生效的python版本前会显示“*”，用于标记。

2.3、pyenv version

➜  ~ pyenv version
2.7.12 (set by /Users/humh/.pyenv/version)

pyenv version仅输出当前生效的python版本。

2.4、pyenv global

➜  ~ pyenv version
2.7.12 (set by /Users/humh/.pyenv/version)
➜  ~ pyenv versions
  system
* 2.7.12 (set by /Users/humh/.pyenv/version)
  3.7.0
➜  ~ python -V
Python 2.7.12
➜  ~ pyenv global 3.7.0
➜  ~ pyenv versions
  system
  2.7.12
* 3.7.0 (set by /Users/humh/.pyenv/version)
➜  ~ python -V
Python 3.7.0

pyenv global可以设置全局python，即指定某一版本在全局生效。如上操作，可进行验证。

如果pyenv global $v 后，pyenv versions 查看生效了，但python，未生效，需要配置环境变量，配置 $HOME/.pyenv/bin，最终输入python，会通过垫片机制，会先找到pyenv中配置的python version，使用对应版本python。

关于pyenv local的使用，见下文阐述。

二、pyenv virtualenv

往往在开发中，你可能遇到这样一种情况，多个项目共用的是同一个版本的python，如果不同项目中都使用了某个pip依赖，但版本却不同，这是就无法解决了，就算没有版本冲突，多个项目的依赖包也会打入同一site-package路径下，这样会很臃肿。

为了解决这个问题，出现了virtualenv工具，它在同一python版本的基础上，很好隔离项目环境。会在项目路径下，生成venv目录。原理就是，它相当于为每一个项目，拷贝了一份python至项目下，所以看似是使用的同一个python，实则是使用拷贝的python。这样每个项目的依赖包都会存在项目自身的python路径中。

对于pyenv来说，同样存在这样需求，根据类似的原理，出现了pyenv-virtualenv工具。

1、 安装

以mac为例，通过brew install pyenv-virtualenv即可安装。其他情况，可自行百度，暂未实践。

2、使用

➜  ~ pyenv virtualenv 3.7.0 humh_python
Looking in links: /var/folders/..
Requirement already satisfied: setuptools in /Users/humh/.pyenv/versions/3.7.0/envs/humh_python/lib/python3.7/site-packages (39.0.1)
Requirement already satisfied: pip in /Users/humh/.pyenv/versions/3.7.0/envs/humh_python/lib/python3.7/site-packages (10.0.1)
➜  ~ pyenv versions
  system
  2.7.12
* 3.7.0 (set by /Users/humh/.pyenv/version)
  3.7.0/envs/humh_python
  humh_python

在通过pyenv已经安装了某个版本的python后，通过pyenv virtualenv 3.7.0 humh_python即可创建一个使用版本3.7.0的虚拟环境，这里你只需将3.7.0和humh_python 换成你需要的python版本号以及虚拟环境名即可，一般虚拟环境名跟你的项目名关联命名。

pyenv versions会输出你的虚拟环境“humh_python”，这里你应该注意到了，还额外输出了“3.7.0/envs/humh_python”，你可能会好奇这是什么，我们不妨进入pyenv的目录中看看，进入你当前用户的家目录，pyenv工作目录为“.pyenv” (ls -a ~/即可看到)

➜  ~ cd .pyenv
➜  .pyenv ls
cache    shims    version  versions
➜  .pyenv ls cache
Python-2.7.12.tar.xz   Python-2.7.12.tar.xz.1 Python-2.7.12.tar.xz.2 Python-2.7.12.tar.xz.3 Python-2.7.12.tar.xz.4 Python-3.7.0.tar.xz    openssl-1.0.2k.tar.gz
➜  .pyenv ls shims
......
➜  .pyenv cat version
3.7.0
➜  .pyenv pyenv version
3.7.0 (set by /Users/humh/.pyenv/version)
➜  .pyenv ls versions
2.7.12      3.7.0       humh_python
➜  .pyenv ls versions/3.7.0
bin     envs    include lib     share
➜  .pyenv ls versions/3.7.0/envs/
cvdata      humh_python test
➜  .pyenv ls versions/3.7.0/envs/humh_python
bin        include    lib        pyvenv.cfg
➜  .pyenv ll versions/
total 64
drwxr-xr-x  8 humh  staff   272B  7 16 09:16 2.7.12
drwxr-xr-x  7 humh  staff   238B  8 30 15:24 3.7.0
lrwxr-xr-x  1 humh  staff    50B 10 20 19:58 humh_python -> /Users/humh/.pyenv/versions/3.7.0/envs/humh_python

结合上述shell内容，阐述下pyenv的目录结构。

• cache：该目录下，为通过pyenv安装的所有版本python安装包。
• shims：未知
• version：注意，非目录，而是file，file内容为当前全局python版本号，即对应pyenv global
• versions：该目录下包含了安装后的不同版本python，并且还有创建的虚拟环境内容。拿3.7.0版本为例，可以看到除了3.7.0python自身的目录（bin/、include/、lib/ 以及 share/），多了一个“envs/”目录，该目录下包含了一个“humh_python”的目录，其目录下的内容又与3.7.0 python自身内容一致。而versions下的“humh_python”又是软链至3.7.0/envs/humh_python的。所以不难理解，pyenv-virtualenv 工具的作用与virtualenv类似，也是将虚拟环境对应python拷贝了一份，虚拟环境操作的是拷贝后的python，已达到python隔离的目的。

那么如何使得虚拟环境生效呢？pyenv virtualenv提供了两种方式（这里均以“humh_python”作为虚拟环境名举例）：

pyenv activate ‘虚拟环境名’ && pyenv deactivate ‘虚拟环境名’

如同virtualenv的使用是一样的，当进入项目路径下，pyenv activate humh_python就可以激活“humh_python”的虚拟环境，pyenv deactivate humh_python退出“humh_python”的虚拟环境。

pyenv local ‘虚拟环境名’

在项目路径下，键入pyenv local humh_python即可使当前项目启用humh_python的虚拟环境。

二者的区别！！

注意，上述两种方式，均可以满足你对虚拟环境的需求，不同之处在于，作用域与原理不同。
pyenv activate是在当前会话session全局下启用此虚拟环境，无论你是否在你的项目目录下，只要没有deactivate，一直使用的是此虚拟环境。

如上图，可以看到，在左边会话中，在test项目下开启虚拟环境，右边会话是不会起作用的。同时，左边会话切出项目目录，虚拟环境仍然生效。可以理解pyenv active原理是改变了当前用户环境变量中的python变量。

在指定项目路径下，pyenv local，该python version仅在当前路径下有效,退出则为系统version，无需在pyenv activate 和deactivate，如下图。

pyenv local的原理是在当前项目路径下，生成一个“.python-version”文件，内容就是需生效的python虚拟环境名。当进入项目路径下，如果存在这个文件，则就会改变python环境变量，就像一个局部变量一样，这也就导致pyenv local的虚拟环境只能在某个目录下生效。