附001.Python多版本环境管理

一环境背景

由于Python的版本过多，且不同版本之间差异性较大。同时又因系统底层需要调用当前版本Python，所以不能随意变更当前系统Python版本。因此，在多版本共存的情况下，Python多环境管理工具非常重要，常见Python多环境管理工具有Pyenv和Virtualenv。

Pyenv对Python的版本进行管理，实现不通版本间的切换和使用；

Virtualenv通过创建虚拟环境，实现与系统环境以及其他Python环境的隔离。

二 pyenv部署与使用

2.1 pyenv简介

pyenv是一个Python版本管理工具，可方便地切换全局Python版本，安装多个不通的Python版本，设置独立的某个文件夹或工程目录特意的Python版本，同时创建Python虚拟环境。

注意：该工具不支持Windows。

2.2 pyenv工作原理

pyenv安装后会在系统PATH中插入shims路径，每次执行Python相关的可执行文件时，会优先在shims里查找Python路径~/.pyenv/shims:/usr/local/bin:/usr/bin:/bin；
系统选择Python版本，依如下顺序选择Python版本：

Shell变量设置（执行pyenv shell查看）
当前可执行文件目录下的.python_version文件里的版本号（执行pyenv shell查看）
上层目录查询找到的第一次.pyenv-version文件
全局的版本号在~/.pyenv/version文件内（执行pyenv shell查看）

确定版本文件的位置和Python版本后，pyenv会根据版本号在~/.pyenv/versions/文件夹中查找对应的Python版本。

提示：执行命令pyenv versions可查看系统当前安装的Python版本。

python优先级：shell > local > global

pyenv 会从当前目录开始向上逐级查找.python-version文件，直到根目录为止。若找不到，就用global版本。

2.3 pyenv安装部署-手动安装

[root@localhost ~]# yum -y install git		#安装git工具
[root@localhost ~]# yum -y install gcc zlib-devel bzip2 bzip2-devel readline-devel sqlite sqlite-devel openssl-devel xz xz-devel			#安装相关环境基础包
[root@localhost ~]# git clone https://github.com/pyenv/pyenv.git ~/.pyenv
#clone pyenv至家目录
[root@localhost ~]# echo 'export PYENV_ROOT="$HOME/.pyenv"' >> ~/.bash_profile
[root@localhost ~]# echo 'export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"' >> ~/.bash_profile
[root@localhost ~]# echo -e 'if command -v pyenv 1>/dev/null 2>&1; then\n  eval "$(pyenv init -)"\nfi' >> ~/.bash_profile
#修改环境变量
[root@localhost ~]# source ~/.bash_profile		#重启当前Shell
[root@localhost ~]# pyenv versions			#查看版本

2.4 pyenv安装部署-自动安装

[root@localhost ~]# yum -y install git		#安装git工具
[root@localhost ~]# yum -y install zlib-devel bzip2 bzip2-devel readline-devel sqlite sqlite-devel openssl-devel xz xz-devel		#安装相关环境基础包
[root@localhost ~]# curl -L https://github.com/pyenv/pyenv-installer/raw/master/bin/pyenv-installer | bash
[root@localhost ~]# pyenv versions			#查看版本

提示：手动安装和自动挡安装任选其一即可。

自动安装可能出现环境变量未添加的情况，可参考手动安装进行添加。

2.4 pyenv使用实例

[root@localhost ~]# pyenv update			#pyenv升级
 
[root@localhost ~]# rm -rf $(pyenv root)		#卸载
[root@localhost ~]# vi ~/.bash_profile			#删除以下条目
export PATH="~/.pyenv/bin:$PATH"			#删除
eval "$(pyenv init -)"					#删除
eval "$(pyenv virtualenv-init -)"			#删除
 
[root@localhost ~]# pyenv install -list			#查看可安装的版本列表
[root@localhost ~]# pyenv install 3.6.5			#安装指定版本的Python
[root@localhost tmp]# pyenv local 2.7.15

#切换当前目录的Python版本，通过将版本号写入当前目录下的.python-version文件的方式。通过这种方式设置的 Python版本优先级较global高。

[root@localhost tmp]# pyenv global 3.6.5

#设置全局的Python版本，通过将版本号写入~/.pyenv/version文件的方式。

2.5 pyenv常见参数

常用命令

命令	说明
pyenv version	显示当前Python的版本和来源。
pyenv versions	列出当前环境的所有可用Python版本。
pyenv install -l	列出所有可以安装的Python版本。
pyenv install -v	安装Python，-v 显示编译过程。
pyenv shell	查看或列出、设置Shell环境下的的Python版本，设置当前shell session的Python版本，它的优先级高于global和local。
pyenv shell –unset	取消shell版本设置。
pyenv global	查看或列出、设置全局环境下的的Python版本，设置全局Python版本替换系统自带版本，可能会引起某些配置失效（如yum命令），不建议使用！！！设置后恢复系统版本：pyenv global system。
pyenv local	查看或列出、设置当前环境下的的Python版本，设置当前用户的可用的本地Python版本，它的优先级高于全局Python版本。
pyenv local –unset	取消本地版本设置。
pyenv uninstall	卸载特定Python版本。
pyenv which	列出command的全路径。
pyenv whence	列出包含command的所有Python版本。
pyenv commands	列出所有pyenv可用命令行。
pyenv rehash	重新加载pyenv的shims路径，即刷新数据库，安装完Python版本后下需要执行该命令。

参考链接：https://github.com/pyenv/pyenv#installation

三 Virtualenv部署与使用

3.1 Virtualenv简介

Virtualenv试试一个用来为一个应用创建一套“隔离”的Python运行环境，使得每个应用拥有一套“独立”的Python运行环境。Virtualenv通过创建一个虚拟化的python运行环境，将我们所需的依赖安装进去的，不同项目之间相互不干扰。特点：

在没有权限的情况下安装新套件
不同应用可以使用不同的套件版本
套件升级不影响其他应用

3.2 Virtualenv安装部署

[root@localhost ~]# pip install virtualenv

提示：pip的安装参考《001.Pip简介及使用》，也可使用以下方式安装：

[root@localhost ~]# yum -y install python-virtualenv

3.3 Virtualenv的使用

[root@localhost ~]# mkdir /study		#创建工作目录
[root@localhost ~]# cd /study/			#进入工作目录
[root@localhost study]# virtualenv venv         #为此工程创建一个虚拟环境，venv为虚拟环境目录名，目录名自定义

提示：

virtualenv venv将会在当前的目录中创建一个文件夹，包含了Python可执行文件，以及pip库的一份拷贝，这样就能安装其他包了。虚拟环境的名字（此例中是 venv ）可以是任意的，若省略名字将会把文件均放在当前目录。

在任何你运行命令的目录中，这会创建Python的拷贝，并将之放在叫做 venv 的文件中。

[root@localhost study]# virtualenv -p /usr/bin/python2.7 study01   #-p参数指定Python解释器程序路径
[root@localhost study]# source study01/bin/activate	#激活虚拟环境
(study01)[root@localhost study]# deactivate		#退出当前系统环境

3.3 virtualenv常见参数

# virtualenv [OPTIONS] DEST_DIR
选项:
--version		#显示当前版本号。
-h, –help		#显示帮助信息。
-v, –verbose		#显示详细信息。
-q, –quiet		#不显示详细信息。
-p PYTHON_EXE, –python=PYTHON_EXE
#指定所用的python解析器的版本，比如–python=python2.5就使用2.5版本的解析器创建新的隔离环境。
#默认使用的是当前系统安装(/usr/bin/python)的python解析器
--clear			#清空非root用户的安装，并重头开始创建隔离环境。
--no-site-packages	#令隔离环境不能访问系统全局的site-packages目录。
--system-site-packages	#令隔离环境可以访问系统全局的site-packages目录。
--unzip-setuptools	#安装时解压Setuptools或Distribute
--relocatable
#重定位某个已存在的隔离环境。使用该选项将修正脚本并令所有.pth文件使用相当路径。
--distribute
#使用Distribute代替Setuptools，也可设置环境变量VIRTUALENV_DISTRIBUTE达到同样效要。
--extra-search-dir=SEARCH_DIRS
#用于查找setuptools/distribute/pip发布包的目录。可以添加任意数量的–extra-search-dir路径。
--never-download
#禁止从网上下载任何数据。此时，如果在本地搜索发布包失败，virtualenv就会报错。
--prompt==PROMPT	#定义隔离环境的命令行前缀。

四 update-alternatives部署与使用

4.1 update-alternatives简介

update-alternatives是用来维护系统命令的符号链接，以决定系统默认使用什么命令，可以设置系统默认加载的首选程序。即用于处理linux系统中软件版本的切换。

4.2 update-alternatives安装部署

各个linux发行版中均提供了该命令，可免安装直接使用，命令参数略有差异，本实验以CentOS7.8为基础。

4.3 update-alternatives的使用

[root@localhost ~]# update-alternatives --help
Commands:
  --install <link> <name> <path> <priority>
[--slave <link> <name> <path>] ...	#在系统中加入一组候选项
  --remove <name> <path>		#从 <name> 替换组中去除 <path> 项
  --remove-all <name>			#从替换系统中删除整个 <name> 替换组
  --auto <name>				#将 <name> 的主链接切换到自动模式
  --display <name>			#显示关于 <name> 替换组的信息
  --query <name>			#机器可读版的 --display <name>
  --list <name>				#列出 <name> 替换组中所有的可用候选项项
  --get-selections			#列出主要候选项名称以及它们的状态
  --set-selections			#从标准输入中读入候选项的状态
  --config <name>			#列出 <name> 替换组中的可选项，并就使用其中哪一个，征询用户的意见
  --set <name> <path>			#将 <path> 设置为 <name> 的候选项
  --all					#对所有可选项一一调用 --config 命令
 
<link>：是指向 /etc/alternatives/<name> 的符号链接>，如/usr/bin/python；
<name>：是该链接替换组的主控名，如python；
<path>：是替换项目标文件的真实位置/usr/local/python3/bin/python3.9；
<priority>：是一个整数，在自动模式下，这个数字越高的选项，其优先级也就越高。
Options:
  --altdir <directory>		#指定不同的可选项目录
  --admindir <directory>	#指定不同的管理目录
  --log <file>			#设置log文件
  --force			#就算没有通过自检，也强制执行操作
  --skip-auto			#在自动模式中跳过设置正确候选项的提示，只与--config 有关
  --verbose			#详尽的操作进行信息，更多的输出
  --quiet			#安静模式，输出尽可能少的信息
  --help			#显示本帮助信息
  --version			#显示版本信息.

注意：alternatives是update-alternatives的软链接，后续直接使用alternatives。

display：display选项用来显示一个命令链接的所有可选命令，即查看一个命令链接组的所有信息，包括链接的模式(自动还是手动)、链接priority值、所有可用的链接命令等等。

install：install选项的功能就是增加一组新的系统命令链接符。

使用语法为：update-alternatives --install <link> <name> <path> <priority> [--slave link name path]。其中link为系统中功能相同软件的公共链接目录，比如/usr/bin/java(需绝对目录); name为命令链接符名称,如java；path为你所要使用新命令、新软件的所在目录；priority为优先级，当命令链接已存在时，需高于当前值，因为当alternative为自动模式时,系统默认启用priority高的链接；–slave为从alternative。

config：config选项用来显示和修改实际指向的候选命令，为在现有的命令链接选择一个作为系统默认。

remove：remove选项的功能是删除一个命令的link值，其附带的slave也将一起删除。

使用语法为:update-alternatives --remove name path。其中name与path与install中的一致，如果所删除的链接组中还有其他链接的话，系统将会自动从其他中选择一个priority高的链接作为默认为链接。

比如：update-alternatives –remove java /usr/lib/jvm/jre1.6.0_20/bin/java

4.4 alternatives添加版本

[root@localhost ~]# alternatives --install /usr/bin/python python \
/usr/local/python3/bin/python3.9 50
[root@localhost ~]# alternatives --install /usr/bin/python python \
/usr/bin/python2.7 30
[root@localhost ~]# alternatives --display python		#查看Python版本
python - status is auto.					#自动模式，选择权限较高的
 link currently points to /usr/local/python3/bin/python3.9
/usr/local/python3/bin/python3.9 - priority 50
/usr/bin/python2.7 - priority 30
Current `best' version is /usr/local/python3/bin/python3.9.
[root@localhost ~]# ll /usr/bin/python
lrwxrwxrwx 1 root root 24 Nov  5 16:03 /usr/bin/python -> /etc/alternatives/python
[root@localhost ~]# ll /etc/alternatives/python
lrwxrwxrwx 1 root root 32 Nov  5 16:03 /etc/alternatives/python -> /usr/local/python3/bin/python3.9

4.5 alternatives切换版本

[root@localhost ~]# alternatives --config python		#配置版本
 
There are 2 programs which provide 'python'.
 
  Selection    Command
-----------------------------------------------
*+ 1           /usr/local/python3/bin/python3.9
   2           /usr/bin/python2.7
 
Enter to keep the current selection[+], or type selection number: 2	#选择版本
[root@localhost ~]# alternatives --display python		#查看当前版本
python - status is manual.
 link currently points to /usr/bin/python2.7
/usr/local/python3/bin/python3.9 - priority 50
/usr/bin/python2.7 - priority 30
Current `best' version is /usr/local/python3/bin/python3.9.
[root@localhost ~]# ll /usr/bin/python
lrwxrwxrwx 1 root root 24 Nov  5 16:11 /usr/bin/python -> /etc/alternatives/python
[root@localhost ~]# ll /etc/alternatives/python
lrwxrwxrwx 1 root root 18 Nov  5 16:11 /etc/alternatives/python -> /usr/bin/python2.7
[root@localhost ~]# alternatives --auto python			#自动选择权限最高的版本