使用pipenv管理python虚拟环境

前言

近期的项目中，我开始尝试着从virtualenv管理python虚拟环境，切换到用pipenv来管理。

经过一段时间的使用，着实觉得pipenv使用的更加顺手，更加的便捷。这当然也延续了 Kenneth 大神一贯的项目作风-- For Humans 。

再配合上 autoenv（自动激活虚拟环境的工具），更加的Perfect！

pipenv + autoenv 的使用

安装

我们通过pip即可快速安装

pip install autoenv  # 安装 autoenv
pip install pipenv #  安装 pipenv

注：这里简单略过安装部分，网上大把的教程有教如何在各个系统环境下安装，不是本文的主要内容

pipenv 的使用

前提：假设我们在用户目录 ~ 下有一个项目叫 my_project/

我们首先进入项目目录：

cd  ~/my_project

进入项目以后，如果直接执行 pipenv install，pipenv 会根据系统默认的python版本，来创建虚拟环境。（前提是本项目中不存在已有的Pipfile，如果有，它会去根据Pipfile安装对应的版本和Pipfile中记录的依赖库）。

但是我们一般会创建虚拟环境的时候指定python版本,就需要配上 --two或者--three 这个参数:

--two 使用python2来创建虚拟环境
--three 使用python3来创建虚拟环境

pipenv install --three  # 需要确保系统中存在python3版本

下面是执行后的输出信息：

Creating a virtualenv for this project…
Using /usr/local/bin/python3 to create virtualenv…
# 这里可以看到继承自哪个python版本
⠋Running virtualenv with interpreter /usr/local/bin/python3 Using base prefix '/usr/local'
New python executable in /root/.local/share/virtualenvs/my_project-dhpIKgdN/bin/python3
Also creating executable in /root/.local/share/virtualenvs/my_project-dhpIKgdN/bin/python
Installing setuptools, pip, wheel...done.
# 这里可以看到虚拟环境安装的位置
Virtualenv location: /root/.local/share/virtualenvs/my_project-dhpIKgdN
Creating a Pipfile for this project…
Pipfile.lock not found, creating…
Locking [dev-packages] dependencies…
Locking [packages] dependencies…
Updated Pipfile.lock (625834)!
Installing dependencies from Pipfile.lock (625834)…
     ▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉▉ 0/0 — 00:00:00
To activate this project's virtualenv, run the following:
 $ pipenv shell # 要激活该虚拟环境，执行这条指令

这将在项目目录中创建两个新文件 Pipfile 和 Pipfile.lock

Pipfile 存放着当前虚拟环境的配置信息，包含python版本，pypi源，以及项目安装的依赖库。
- pipenv根据这个来寻找项目的根目录。
- Pipfile 文件是 TOML 格式而不是 requirements.txt 那样的纯文本。[1]
- 一个项目对应一个 Pipfile，支持开发环境与正式环境区分。默认提供 default 和 development 区分
- Pipfile.lock 顾名思义，这个文件时对于Pipfile的一个锁定。支持锁定项目不同的版本所依赖的环境.

激活虚拟环境, 在当前目录执行下面的指令即可：

pipenv shell

创建 .env 文件

如果你和我一样想要使用 autoenv 来自动激活虚拟环境，就在当前项目的根目录下面，创建一个名为 .env 的文件，将 pipenv shell 写进去。具体使用在后面说明。

如果没有这个需求，可以忽略这一段话。

更新 pypi源来提高依赖库安装的速度

在使用pipenv的时候，常常会在安装的时候，一直卡在了 Locking 这里，通过加上 -v 参数，可以看到安装过程中的步骤信息，卡在了下载那里，这时应该可以意识到是因为网络的原因，pipenv创建的 Pipfile 中默认的pypi源是python官方的 https://pypi.python.org/simple。我们国内用户访问下载的时候会很慢。

所以，我一般会在创建好Pipfile以后，修改到文件中 source 块下的 url 字段，设置为国内的 pypi 源就好了，我推荐的是清华的pypi源，具体设置如下：

备注：我还没有找到如何修改能在创建时就设好的方法，应该修改源码是可以的，但这样不尊重源码，毕竟高墙是我们自己筑起的，如果有好的方法，您不妨在评论中告诉我一下

[[source]]
 url = "https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple"
 verify_ssl = true
 name = "pypi"

管理Python依赖关系

Pipfile 包含关于项目的依赖包的信息，并取代通常在Python项目中使用的 requirements.txt 文件。如果你之前的项目中存在requirements.txt文件，pipenv 可以很轻松的安装 requirements.txt 中的依赖包。

pipenv install -r requirements.txt
# 或者
pipenv install --requirements requirements.txt

可以通过更新 Pipfile.lock 来冻结软件包名称及其版本以及其自己的依赖关系的列表。这时需要使用lock关键字来完成，

pipenv lock

如果我们想要在虚拟环境中安装某个指定的库，比如 requests, 直接在 install 后面跟上就可以了:

pipenv install requests

如果想查看当前环境中第三方包之间的依赖关系,可以通过 pipenv graph 来查看：

[root@VM_27_243_centos my_project]# pipenv graph
requests==2.18.4
  - certifi [required: >=2017.4.17, installed: 2018.1.18]
  - chardet [required: <3.1.0,>=3.0.2, installed: 3.0.4]
  - idna [required: <2.7,>=2.5, installed: 2.6]
  - urllib3 [required: <1.23,>=1.21.1, installed: 1.22]

从输出可以看出，我们按照的 requests 包，依赖于其他的四个包，pipenv 帮你自动管理着这些包这件的依赖关系、。我们可以看到 requests 依赖于 urllib3，假设我们再安装一个包，并且这个包也同样依赖着 urllib3 ,当我们要卸载掉 requests 的时候，pipenv会自动检测这些包之间的依赖关系，因为 urllib3 依旧有其他包依赖，所以会保留，只会卸载掉其他的依赖库。（卸载的指令是pipenv uninstall）

退出虚拟环境

任何时候想退出虚拟环境，只需一条简单的 exit 指令即可

exit

autoenv 的使用

安装好 autoenv 以后，autoenv 可以在进入项目之后自动检测项目目录的 .env 文件激活项目所需的虚拟环境，这样能够保证每次切换不同项目的时候，都能自动进入相应项目所依赖的虚拟环境。

要实现 autoenv 自动识别项目目录中的 .env 文件，需要将 autoenv 的激活脚本添加到终端的 profile 中：

# bash 的话，执行这一条指令
echo "source `which activate.sh`" >> ~/.bashrc
# zsh 的话，执行这一条指令
echo "source `which activate.sh`" >> ~/.zshrc

这样就配置好了 autoenv 了，当 cd 到项目目录中后，就会自动激活虚拟环境了，如果是第一次，系统会提示你确认是否以后都自动激活，输入 y ，然后回车确认即可。

* pipenv 详细参数和指令说明[2][3]

pipenv

pipenv [OPTIONS] COMMAND [ARGS]...

Options：

--upgrade

更新pipenv＆pip到最新版本
--where

输出项目根目录信息
--venv

输出虚拟环境信息
--py

输出python解释器的信息
--envs

输出环境变量信息
--rm

删除当前虚拟环境
--bare

精简输出
--man

显示帮助手册页面
--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
--site-packages

为虚拟环境启用site-packages
--version

显示版本并退出

check

检查装的包的安全性

pipenv check [OPTIONS] [ARGS]...

Options：

--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
--system

使用系统的Python
--unused \<unused>

指定项目路径，显示可能未使用的依赖关系。

clean

卸载未在pipfile.lock中指定的所有软件包

pipenv clean [OPTIONS]

Options:

-v，--verbose

详细信息模式
--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
--dry-run

只输出不需要的包

graph

显示当前安装的依赖关系图信息

pipenv graph [OPTIONS]

Options:

--bare

最小的输出 (备注：这个不太理解，尝试过指定了这个参数会输出所有的包，不指定却只输出pip安装的包，感觉和官方注释相反)
--json

输出JSON格式
--reverse

逆转依赖关系图

install

安装参数提供的软件包并将它们添加到pipfile，如果没有提供参数，就安装所有软件包。

pipenv install [OPTIONS] [PACKAGE_NAME] [MORE_PACKAGES]...

Options:

-d, --dev

在[dev-packages]中安装软件包
--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
--system

系统pip管理
-r, --requirements \<requirements>

导入一个requirements.txt文件。
-c, --code \<code>

从代码库导入
-v, --verbose

详细信息模式
--ignore-pipfile

在安装时忽略pipfile，使用pipfile.lock
--sequential

一次只安装一个依赖项，而不是同时安装。
--skip-lock

相反，在安装时忽略锁定机制 - 使用pipfile
--deploy

如果pipfile.lock过时或python版本错误则中止
--pre

允许预发布
--keep-outdated

防止在pipfile.lock中更新过时的依赖关系
--selective-upgrade

更新指定的包

Arguments:

PACKAGE_NAME

包名（可选参数）
MORE_PACKAGES

多个包（可选参数）

lock

生成pipfile.lock

pipenv lock [OPTIONS]

Options:

-v，--verbose

详细信息模式
--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
-r, --requirements

生成与requirements.txt兼容的lock文件
-d, --dev

生成与requirements.txt兼容的开发模式依赖项
--clear

清除依赖关系缓存
--pre

允许预发布
--keep-outdated

防止在pipfile.lock中更新过时的依赖关系

open

在编辑器中查看指定的模块

pipenv open [OPTIONS] MODULE

Options：

--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境

MODULE

模块名（必填项）

run

运行一个虚拟环境中的命令(就是在未激活虚拟环境时可以直接用虚拟环境的python执行）

pipenv run [OPTIONS] COMMAND [ARGS]...

Options:

--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境

Arguments

COMMAND

命令（必填项）
ARGS

参数（可选项）

shell

在虚拟环境中产生一个shell(就是激活虚拟环境)

pipenv shell [OPTIONS] [SHELL_ARGS]...

Options:

--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
--fancy

以好看的模式运行shell（用于如果优化过配置的shell）
--anyway

产生一个子shell，即使已经在虚拟环境中

这个比较很少用，但就是虚拟环境中的虚拟环境，执行后在终端前面看到两个虚拟环境的括号：

(my_project-dhpIKgdN) (my_project-dhpIKgdN) [root@centos my_project]#

Arguments:

SHELL_ARGS

可选项

sync

安装所有在pipfile.lock中指定的软件包

pipenv sync [OPTIONS]

Options:

-v，--verbose

详细信息模式
-d, --dev

另外在[dev-packages]中安装软件包
--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
--bare

精简输出
--clear

清除依赖关系缓存
--sequential

一次只安装一个依赖项，而不是同时安装

uninstall

卸载指定的软件包并将其从pipfile中删除

pipenv uninstall [OPTIONS] [PACKAGE_NAME] [MORE_PACKAGES]...

Options:

-v，--verbose

详细信息模式
--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
--system

系统的pip管理
--lock

卸载之后锁定
--all-dev

从[dev-packages]中卸载所有软件包
--all

从虚拟环境中清除所有包。但不会编辑pipfile
--keep-outdated

防止在pipfile.lock中更新过时的依赖关系

Arguments:

PACKAGE_NAME

包名（可选参数）
MORE_PACKAGES

多个包（可选参数）

update

更新指定包

pipenv update [OPTIONS] [PACKAGES]...

Options:

-d, --dev

在[dev-packages]中安装软件包
--three, --two

使用python3/2创建虚拟环境
--python \<python>

指定应该使用哪个版本的Python虚拟环境
-v, --verbose

详细信息模式
--clear

清除依赖关系缓存
--bare

精简输出
--pre

允许预发布
--keep-outdated

防止在pipfile.lock中更新过时的依赖关系
--sequential

一次只安装一个依赖项，而不是同时安装
--outdated

列出过时的依赖关系
--dry-run

列出过时的依赖关系