Was ist eine Virtualenv und warum sollte ich eine verwenden?

Wenn Sie Python und Bibliotheken mit dem System ausführen, beschränkt sich die Verwendung auf eine bestimmte Python-Version, die von Ihrem Betriebssystemanbieter ausgewählt wird. Wenn Sie versuchen, alle Python-Anwendungen in einer Python-Installation auszuführen, ist es wahrscheinlich, dass Versionskonflikte in der Sammlung von Bibliotheken auftreten. Es ist auch möglich, dass durch Änderungen am System andere Betriebssystemfunktionen, die von Python abhängig sind, beschädigt werden.

Virtuelle Umgebungen oder "Virtualenvs" sind leichte, in sich geschlossene Python-Installationen, die so konzipiert sind, dass sie mit minimalem Aufwand eingerichtet werden können und "nur funktionieren", ohne dass umfangreiche Konfigurations- oder Spezialkenntnisse erforderlich sind.

virtualenv vermeidet die Notwendigkeit, Python-Pakete global zu installieren. Wenn eine Virtualenv aktiv ist, installiert pip Pakete innerhalb der Umgebung, was sich auf die Python-Basisinstallation in keiner Weise auswirkt.

In Python 3.3 oder höher können Sie eine Virtualenv wie folgt erstellen:

$ python3 -m venv ENV_DIR

Für Windows sollten Sie python3 durch den vollständigen Pfad zu python.exe ersetzen:

>C:\Python34\python.exe -m venv ENV_DIR

(Dies ist eine typische Python-Installation; Ihr System kann variieren.)

In älteren Python-Versionen, einschließlich Python 2, sollte in den meisten Fällen einer der folgenden Befehle funktionieren:

$ virtualenv ENV_DIR
$ venv ENV_DIR
$ pyvenv ENV_DIR
$ pyvenv3 ENV_DIR

ENV_DIR sollte ein nicht vorhandenes Verzeichnis sein. Das Verzeichnis kann einen beliebigen Namen haben, aber um diese Anweisungen einfach zu halten, gehe ich davon aus, dass Sie Ihre virtualenv in einem Verzeichnis namens venv (z. B. mit python3 -m venv ./venv) erstellt haben.

Um in Ihrer Virtualenv zu arbeiten, aktivieren Sie es:

$ . ./venv/bin/activate
(venv)$ 

Oder verwenden Sie dies, wenn Sie ein Windows-System haben:

$ venv\Scripts\activate

Mit dem (venv) in der Shell-Eingabeaufforderung können Sie wissen, welche virtualenv Sie aktiviert haben. Sie können diese Funktion jedoch deaktivieren, wenn Sie sie nicht mögen. Sie können alle üblichen Python-Befehle ausführen, und diese werden lokal für Ihre virtualenv sein:

(venv)$ pip install requests numpy
[...]
(venv)$ python
[...]
>>> import requests
>>> import numpy as np
>>> 

python führt die Version von Python aus, die Sie in Ihrer virtualenv installiert haben. Sie müssen (beispielsweise) nicht python3 eingeben, um Python 3 zu erhalten. Der Python, den er ausführt, hat Zugriff auf alle Standard-Bibliotheksmodule und alle Pakete Sie haben in der virtualenv installiert, aber (standardmäßig) keines der Pakete, die im systemweiten Verzeichnis site-packages installiert sind.

Diese letzte Regel ist wichtig: Indem Sie Ihre virtualenv auf die Verwendung nur lokal installierter Pakete beschränken, können Sie sicherstellen, dass Sie genau steuern, welche Abhängigkeiten Ihr Projekt verwendet, auch wenn nächste Woche ein neues systemweites Paket installiert oder aktualisiert wird. Wenn Sie möchten, können Sie eine Liste Ihrer installierten Pakete erhalten:

(venv)$ pip freeze
requests==2.13.0
numpy==1.12.0
(venv)$ 

pip kann dieses Format auch parsen und von dort installieren, und es werden dieselben Versionen installiert, auch wenn in der Zwischenzeit Updates veröffentlicht wurden:

(venv)$ pip freeze >requirements.txt

(some-other-venv)$ pip install -r requirements.txt
[...]
(some-other-venv)$ python
>>> import requests
>>> import numpy as np
>>> 

Sie können die Virtualenv verlassen, indem Sie sie deaktivieren:

(venv)$ deactivate
$ python
[...]
>>> import requests
Traceback (most recent call last):
  File "<stdin>", line 1, in <module>
ImportError: No module named 'requests'

Sie können so viele Virtualenvs erstellen, wie Sie möchten, und sie stören sich weder untereinander noch mit Ihren Systempaketen. Eine Virtualenv ist "nur" ein Verzeichnis mit einer Reihe von Binärdateien und Skripts. Sie können also eine Virtualenv auf dieselbe Weise entfernen, wie Sie ein beliebiges Verzeichnis entfernen (rm -r venv unter Unix). Wenn die virtualenv beim Entfernen aktiviert wird, können Sie Ihre Shell verwirren. Daher ist es wahrscheinlich eine gute Idee, zuerst deactivate zu verwenden.