使用 pipenv 设置 Python 开发环境

其他有用的 pipenv 命令

什么是 pipenv？

根据官方文档，“ Pipenv是一个旨在将所有打包工具（bundler、composer、npm、cargo、yarn 等）的最佳功能引入 Python 世界的工具。” “它将 Pipfile、pip 和 virtualenv 整合到一个命令中。”

这是什么意思？

照片来源：Make a Mem.org

首先，我们需要了解什么是包管理器。包管理器是一种帮助管理（安装、卸载和升级）软件包或模块的工具。如果您之前使用过 Node.js，那么您一定用过 NPM（Node 包管理器），它用于管理您在 Node 上使用的 JavaScript 模块。pipenv 的作用是像 NPM 一样，帮助您管理用于构建项目的 Python 包。

Pipenv 的工作原理是创建一个虚拟环境，用于隔离你为项目安装的不同软件包。在 pipenv 之前，还有其他 Python 包管理器用于创建虚拟环境，例如 virtualenv，但它们也存在各自的问题。

为什么是虚拟环境？

你好！我叫 Pip。我是 Python 的标准包管理器。我可以帮你安装和卸载 Python 包。不过，我会在你的系统环境的全局范围内安装它们。

为什么这是一个问题？

想象一下，你的电脑上有大约 5 个 Django 项目，每个项目都使用各自版本的 Django，而每个版本的 Django 又各自依赖不同的版本。如果你真的跟着我一起想象，你很快就会意识到这些依赖项之间必然存在冲突。也许，某个依赖项的较低版本会被覆盖，导致你的某个应用程序崩溃，而这可不是你想要的。

一个简单的解决方案是为每个项目创建一个隔离层，使它们彼此之间互不干扰，从而避免 Django 内战。这时，虚拟环境就派上用场了。
在同一个项目的软件开发团队中，共享一个文件来描述运行应用程序所需的所有软件包，这是一种常见的做法。Pip 使用一个 requirement.txt 文件。然而，这样做也带来了一些问题。

requirements.txt 文件不会记录正在安装的软件包的具体版本。这可能会导致将来出现问题，因为运行“pip install”会获取软件包的最新版本，这可能会导致应用程序崩溃。虽然可以通过固定（手动指定）版本来解决此问题，但这不适用于软件包的依赖项，因为它们记录在 requirements.txt 文件中。

让我更清楚地解释一下——假设你用 pip 安装了两个软件包（p1 v.0.01 和 p2 v.0.02）。这两个软件包各自有依赖关系。只有上述软件包会记录在 requirements.txt 文件中。因此，即使它们没有升级到最新版本，它们的依赖关系也不会被固定，因此可能会被升级，从而导致应用程序崩溃。

为什么使用 pipenv

Pipenv 通过为运行每个单独的项目创建虚拟环境来解决上述问题，因此它们的包和依赖项不会发生冲突。
其次，pipenv 使用 pipfile 和 pipfile.lock 文件管理已安装软件包及其依赖项的记录。pipfile 跟踪所有已安装的软件包，而 pipfile.lock 文件跟踪它们的依赖项。pipenv 的有趣之处在于，即使尚未使用 pipenv，也可以轻松生成 requirements.txt 文件。
过去，我们有其他用于创建虚拟环境的软件包来帮助解决这个问题，其中之一就是 virtualenv 软件包，但它的设置和使用有点繁琐。Pipenv 可以让你更轻松地管理软件包。它结合了 pip 和 virtualenv 来为你的项目创建虚拟环境。

Image Source: https://docs.pipenv.org/en/latest/

闲话少叙，我们开始吧。图片来源：imgflip

设置 pipenv

为了演示 pipenv 的工作原理，我们将搭建一个基本的 Django 项目。但为此，我们需要安装 python 和 pip。

安装python3

我们将安装 Python 的最新版本 python3。最简单的方法是访问https://www.python.org/downloads/，下载适用于您操作系统的软件包并安装。本文将使用 Mac OSX 环境。您也可以通过终端安装 Python，步骤如下：

如果您尚未安装 Xcode，请访问应用商店进行安装：https://apps.apple.com/us/app/xcode/id497799835。安装完成后，打开终端并输入以下代码：xcode-select --install
如果尚未安装 homebrew，请通过在终端上运行以下代码来安装它： /usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install) "

安装过程完成后，您可以输入以下命令which brew查看 Homebrew 的安装位置。Homebrew 是 Mac 的软件包管理器，您的输出应该类似于以下内容：

安装 python 3。要安装 python3，请运行 brew install python3

在我的电脑上显示我已经安装了python3，还显示了我安装的python3的版本。

要验证是否已安装 python3，请在终端上输入：which python3

当您使用 homebrew 安装 python3 时，它会自动安装 pip3您可以通过运行或来
验证 pip3 是否已安装which pip3pip3 --version

安装 pipenv

要安装 pipenv，请运行 Pip3 install pipenv

如果您查看屏幕截图中的输出，您会看到一些地方显示“要求已满足” - 这是因为我已经安装了 virtualenv，并且记得我告诉过您 pipenv 可以与 virtualenv 和 pip 一起使用。

我们目前处于什么样的环境？

当我运行“pip3 freeze”时，你会看到它显示了我当前环境（即全局环境）中所有的包。当我们在虚拟环境中运行相同的命令，并且没有安装任何包时，你很快就会看到区别。

启动虚拟环境

要创建我们的虚拟环境，我们必须为我们的项目创建一个目录并在该目录中运行命令。

查看上面的屏幕截图，您会发现我运行了以下命令：

mkdir project_1- 创建一个新的项目目录
cd project_1- 将我当前的工作目录更改为我刚刚创建的新目录
pipenv shell- 创建一个新的虚拟环境，您会注意到该环境已成功创建。

验证我们所处的环境

要验证我们是否已更改环境，请运行pip3 freeze again：与之前的输出不同，您会注意到没有结果。这是因为我们不再处于全局范围内，并且在这个新环境中，我们尚未安装任何应用程序。此外，如果您检查项目目录，您会注意到已创建了一个新的 Pipfile。

pipfile 使用一种名为 TOML（Tom's Obvious Minimal Language）的配置语言编写。它旨在编写易于阅读的配置文件。我们不会费心阅读前四行。

第 6 行列出了仅用于开发目的的软件包。这些软件包不会安装在生产环境中，只会安装在测试和开发环境中。
第 8 行表示将列出基于生产的软件包的部分
第 11 行表示所使用或所需的 python 版本。
请注意，您可以手动将包添加到此文件，然后pipenv install在终端上运行以安装它们。

现在，让我们安装一个新的包，看看会发生什么。我们将安装 Django

你会注意到我没有指定要安装的 Django 版本。你还会注意到，它搜索了 Pipfile.lock 文件，并在找不到时创建了一个。

在我们的代码编辑器中，您还会发现 Django 已添加到软件包列表中。版本号用星号指定。这意味着，每当有人运行 pipenv install 时，它都会安装最新版本。我们也可以将星号更改为所需的版本。您还会注意到生成了一个 piplefile.lock 文件。该文件跟踪所有已安装的软件包及其依赖项。

我们还可以做一件事，再次运行 pip3 freeze 命令。你会注意到，这里只列出了 pipfile.lock 文件中列出的包。

检查当前环境

您可以键入以下命令来验证您所处的环境：

Python- 这应该会启动 python shell，如下图所示。
Import sys- 导入 sys 模块
Sys.excutable- 这应该打印出你正在运行的当前 Python 环境的路径
键入exit()- 退出 python shell 键入exit- 退出环境。
重复前三个命令，你会发现输出有所不同。这是因为目前 Mac 已经预装了 Python 2.7。由于你不再处于你创建的虚拟环境中，所以输出会有所不同。你也可以运行 pip3 freeze

测试我们的 Django 安装

确保你位于创建环境的目录中
输入pipenv shell- 激活环境
运行django-admin startproject bookstore .- 末尾的句点 (.) 表示应该将其安装在当前目录中，并将项目命名为 bookstore。命令执行后，您可能看不到任何输出。
在终端中输入ls，你会看到一个名为 bookstore 的新目录已创建。你还会注意到另一个名为 manage.py 的文件。

运行 Django 应用

要运行 Django 应用程序，请在终端上输入以下命令：

python manage.py runserver
复制终端中突出显示的 URL，将其粘贴到浏览器地址栏上，然后按 Enter 键运行它。

现在你有了你的 Django 应用程序

requirements.txt 文件

如前所述，requirements.txt 文件用于记录使用 pip 时已安装的软件包。如果您需要与使用 pip 而不是 pipenv 的人合作，您可以与他们共享一个 requirements.txt 文件：

创建 requirements.txt 文件

运行pipenv lock -r命令显示已安装包的列表。
复制上述命令的输出，粘贴到 requirements.txt 文件中，并将其推送到你的项目仓库。其他开发人员只需运行pip install，即可安装所有软件包及其依赖项。

生成你自己的 pipfile.lock

如果你有 requirements.txt 文件，你可以生成 pipfile.lock

将 requirements.txt 文件放入你的项目目录中
跑步pipenv lock
运行pipenv install --ignore-pipfile- 这将使用 pipfile.lock 安装所有包及其依赖项，并忽略 pipfile。

其他有用的 pipenv 命令

列出当前环境中安装的包

Pipenv 锁 -r
Pipenv uninstall package 卸载包
安装开发环境的软件包
检查安全漏洞
要检查软件包中的漏洞，您可以运行pipenv check
查看包依赖关系图
您可以通过运行以下命令查看项目的所有包及其依赖关系：pipenv graph
环境变量
您还可以将环境变量添加到您的项目中
- 创建 .env 文件
- 为其添加环境变量
- PASSWORD='我的秘密密码'
- pipenv run python您将看到环境变量正在加载 Import os os.environ['PASSWORD']
删除虚拟环境

您也可以移除该环境。请注意，这不会删除项目中创建的资源或文件。它只是停用该环境。