Вы уже знаете, что pip устанавливает пакеты в одно из двух окружений — в общесистемное или пользовательское. Интерпретатор Python при импорте модуля или пакета ищет его сначала в пользовательском окружении, затем — в общесистемном. Такая последовательность позволяет пользователю иметь нужные именно ему версии библиотек и Python-программ.
Но даже двух окружений недостаточно, когда программист начинает работать с несколькими проектами, ведь разные проекты могут иметь разные наборы зависимостей. Еще более тяжелый случай: разные проекты могут зависеть от общей библиотеки, но требовать разные ее версии — тогда происходит конфликт версий.
Очевидно, что разработчику на Python нужен какой-то механизм, позволяющий содержать разные проекты в изолированных песочницах. Такой механизм существует. Он называется виртуальные окружения.
Устройство виртуальных окружений
Каждое виртуальное окружение представляет собой директорию. Ее содержимое структурно напоминает общесистемное окружение — поддиректории соответственно названы и наполнены. Давайте рассмотрим пример:
tree env
env
├── bin
│ ├── activate
│ …
│ ├── pip
│ …
│ └── python3 -> …/python3
├── lib
│ └── python3.6
│ └── site-packages
│ ├── pip
│ │ ├── …
│ …
│ └── setuptools-40.6.2.dist-info
│ ├── …
…
В директории виртуального окружения находится директория bin/, внутри которой расположены:
- Копия интерпретатора под именем
python3(символическая ссылка на оригинал) - Копия исполняемого файла
pip
В соседней директории по пути lib/python3.6/site-packages есть библиотеки, уже установленные в окружение. Как правило, только что созданное окружение имеет:
- Установленный пакет pip (исполняемый файл
bin/pip— его точка входа) - Пакет Setuptools
Эти два пакета составляют необходимый минимум для разработки проекта на Python.
При работе в окружении нужно запускать не системные Python и pip, а исполняемые файлы из директории bin. Когда интерпретатор Python находится в окружении, он знает, где находятся все доступные пакеты. Интерпретатор находит их по относительному пути ../lib/python3.6. В таком случае копия pip из директории bin/ устанавливает пакеты в это же окружение, не затрагивая систему. Получается та самая изоляция, о которой мы говорили в начале урока.
Создание виртуального окружения
Вручную создавать всю описанную иерархию директорий и файлов не нужно — для этого есть специальный модуль venv.
В macOS и Windows этот модуль входит в поставку Python. На Ubuntu его нужно установить отдельно командой:
sudo apt install python3-venv
Проверим, что модуль установился и готов к использованию:
python3 -m venv --help
usage: venv [-h] [--system-site-packages] [--symlinks | --copies] [--clear] [--upgrade] [--without-pip] [--prompt PROMPT] ENV_DIR [ENV_DIR ...]
Обычно окружение создается командой python3 -m venv имя_окружения. Давайте попробуем создать виртуальное окружение и установить туда пакет cowsay:
Вы можете видеть, что пакет устанавливается вместе с точкой входа, которую можно вызвать командой first_venv/bin/cowsay. Также сам пакет становится доступен интерпретатору, но только тому, что был запущен из окружения.
В таком виде виртуальное окружение уже можно использовать полноценно. Но постоянно вводить команды с префиксом first_venv/bin/ не очень удобно. Есть способ упростить вызов команд, доступных в окружении — это активация.
Активация окружения
При создании окружения в поддиректорию bin помещается сценарий оболочки, который на macOS и Ubuntu называется activate, а на Windows — activate.bat. Чтобы выполнить этот сценарий, нужно вызвать команду:
- на macOS и Ubuntu:
source first_venv/bin/activate
- на Windows:
C:\> first_venv\Scripts\activate.bat
В команде выше обратите внимание, что в Windows поддиректория с исполняемыми файлами называется не bin, а Scripts.
На Ubuntu активация выглядит следующим образом:
После активации отпала необходимость указывать путь до вызываемого исполняемого файла. Теперь cowsay и python вызываются без префикса, но это все те же команды из окружения.
Еще изменилось приглашение оболочки: в нем стало отображаться имя окружения. Это работает на macOS и Ubuntu и всегда напоминает, что мы находимся в виртуальном окружении.
Деактивация окружения делается командой deactivate, которая становится доступна после активации.
Активация и деактивация окружения влияют только на текущую сессию — то есть заметны только в этом конкретном терминале. Это удобно, потому что так можно иметь несколько окружений и активировать их одновременно в разных окнах терминала.
Выводы
Виртуальные окружения — мощный и удобный инструмент изоляции программ друг от друга и от системы. Изоляция позволяет использовать даже разные версии Python в разных окружениях — при работе над проектами разного "возраста" такое часто бывает жизненно необходимо! Поэтому мы, как обычно, рекомендуем добавить виртуальные окружения в список тем для более глубокого изучения в дальнейшем.
Дополнительные материалы
Остались вопросы? Задайте их в разделе «Обсуждение»
Вам ответят команда поддержки Хекслета или другие студенты
- Статья «Как учиться и справляться с негативными мыслями»
- Статья «Ловушки обучения»
- Статья «Сложные простые задачи по программированию»
- Вебинар «Как самостоятельно учиться»
Для полного доступа к курсу нужен базовый план
Базовый план откроет полный доступ ко всем курсам, упражнениям и урокам Хекслета, проектам и пожизненный доступ к теории пройденных уроков. Подписку можно отменить в любой момент.
