只用了一年， Pipenv 就變成了管理軟件包依賴關(guān)系的 Python 官方推薦資源。

Pipenv 是由 Kenneth Reitz 在一年多前創(chuàng)建的“面向開(kāi)發(fā)者而生的 Python 開(kāi)發(fā)工作流”，它已經(jīng)成為管理軟件包依賴關(guān)系的Python 官方推薦資源。但是對(duì)于它解決了什么問(wèn)題，以及它如何比使用pip和requirements.txt文件的標(biāo)準(zhǔn)工作流更有用處，這兩點(diǎn)仍然存在困惑。在本月的 Python 專(zhuān)欄中，我們將填補(bǔ)這些空白。

Python 包安裝簡(jiǎn)史

為了理解 Pipenv 所解決的問(wèn)題，看一看 Python 包管理如何發(fā)展十分有用的。

讓我們回到第一個(gè) Python 版本，這時(shí)我們有了 Python，但是沒(méi)有干凈的方法來(lái)安裝軟件包。

然后有了Easy Install，這是一個(gè)可以相對(duì)容易地安裝其他 Python 包的軟件包，但它也帶來(lái)了一個(gè)問(wèn)題：卸載不需要的包并不容易。

pip登場(chǎng)，絕大多數(shù) Python 用戶都熟悉它。pip可以讓我們安裝和卸載包。我們可以指定版本，運(yùn)行pip freeze > requirements.txt來(lái)輸出一個(gè)已安裝包列表到一個(gè)文本文件，還可以用相同的文本文件配合pip install -r requirements.txt來(lái)安裝一個(gè)應(yīng)用程序需要的所有包。

但是pip并沒(méi)有包含將軟件包彼此隔離的方法。我們可能會(huì)開(kāi)發(fā)使用相同庫(kù)的不同版本的應(yīng)用程序，因此我們需要一種方法來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。隨之而來(lái)的是虛擬環(huán)境，它使我們能夠?yàn)槲覀冮_(kāi)發(fā)的每個(gè)應(yīng)用程序創(chuàng)建一個(gè)小型的、隔離的環(huán)境。我們已經(jīng)看到了許多管理虛擬環(huán)境的工具：virtualenv、venv、virtualenvwrapper、pyenv、pyenv-virtualenv、pyenv-virtualenvwrapper等等。它們都可以很好地使用pip和requirements.txt文件。

新方法：Pipenv

Pipenv 旨在解決幾個(gè)問(wèn)題：

首先，需要pip庫(kù)來(lái)安裝包，外加一個(gè)用于創(chuàng)建虛擬環(huán)境的庫(kù)，以及用于管理虛擬環(huán)境的庫(kù)，再有與這些庫(kù)相關(guān)的所有命令。這些都需要管理。Pipenv 附帶包管理和虛擬環(huán)境支持，因此你可以使用一個(gè)工具來(lái)安裝、卸載、跟蹤和記錄依賴性，并創(chuàng)建、使用和組織你的虛擬環(huán)境。當(dāng)你使用它啟動(dòng)一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，如果你還沒(méi)有使用虛擬環(huán)境的話，Pipenv 將自動(dòng)為該項(xiàng)目創(chuàng)建一個(gè)虛擬環(huán)境。

Pipenv 通過(guò)放棄requirements.txt規(guī)范轉(zhuǎn)而將其移動(dòng)到一個(gè)名為Pipfile的新文檔中來(lái)完成這種依賴管理。當(dāng)你使用 Pipenv 安裝一個(gè)庫(kù)時(shí)，項(xiàng)目的Pipfile會(huì)自動(dòng)更新安裝細(xì)節(jié)，包括版本信息，還有可能的 Git 倉(cāng)庫(kù)位置、文件路徑和其他信息。

其次，Pipenv 希望能更容易地管理復(fù)雜的相互依賴關(guān)系。你的應(yīng)用程序可能依賴于某個(gè)特定版本的庫(kù)，而那個(gè)庫(kù)可能依賴于另一個(gè)特定版本的庫(kù)，這些依賴關(guān)系如海龜般堆疊起來(lái)。當(dāng)你的應(yīng)用程序使用的兩個(gè)庫(kù)有沖突的依賴關(guān)系時(shí)，你的情況會(huì)變得很艱難。Pipenv 希望通過(guò)在一個(gè)名為Pipfile.lock的文件中跟蹤應(yīng)用程序相互依賴關(guān)系樹(shù)來(lái)減輕這種痛苦。Pipfile.lock還會(huì)驗(yàn)證生產(chǎn)中是否使用了正確版本的依賴關(guān)系。

另外，當(dāng)多個(gè)開(kāi)發(fā)人員在開(kāi)發(fā)一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，Pipenv 很方便。通過(guò)pip工作流，凱西可能會(huì)安裝一個(gè)庫(kù)，并花兩天時(shí)間使用該庫(kù)實(shí)現(xiàn)一個(gè)新功能。當(dāng)凱西提交更改時(shí)，他可能會(huì)忘記運(yùn)行pip freeze來(lái)更新requirements.txt文件。第二天，杰米拉取凱西的改變，測(cè)試就突然失敗了。這樣會(huì)花費(fèi)好一會(huì)兒才能意識(shí)到問(wèn)題是在requirements.txt文件中缺少相關(guān)庫(kù)，而杰米尚未在虛擬環(huán)境中安裝這些文件。

因?yàn)?Pipenv 會(huì)在安裝時(shí)自動(dòng)記錄依賴性，如果杰米和凱西使用了 Pipenv，Pipfile會(huì)自動(dòng)更新并包含在凱西的提交中。這樣杰米和凱西就可以節(jié)省時(shí)間并更快地運(yùn)送他們的產(chǎn)品。

最后，將 Pipenv 推薦給在你項(xiàng)目上工作的其他人，因?yàn)樗褂脴?biāo)準(zhǔn)化的方式來(lái)安裝項(xiàng)目依賴項(xiàng)和開(kāi)發(fā)和測(cè)試的需求。使用pip工作流和requirements.txt文件意味著你可能只有一個(gè)requirements.txt文件，或針對(duì)不同環(huán)境的多個(gè)requirements.txt文件。例如，你的同事可能不清楚他們是否應(yīng)該在他們的筆記本電腦上運(yùn)行項(xiàng)目時(shí)是運(yùn)行dev.txt還是local.txt。當(dāng)兩個(gè)相似的requirements.txt文件彼此不同步時(shí)它也會(huì)造成混淆：local.txt是否過(guò)時(shí)了，還是真的應(yīng)該與dev.txt不同？多個(gè)requirements.txt文件需要更多的上下文和文檔，以使其他人能夠按照預(yù)期正確安裝依賴關(guān)系。這個(gè)工作流程有可能會(huì)混淆同時(shí)并增加你的維護(hù)負(fù)擔(dān)。

使用 Pipenv，它會(huì)生成Pipfile，通過(guò)為你管理對(duì)不同環(huán)境的依賴關(guān)系，可以避免這些問(wèn)題。該命令將安裝主項(xiàng)目依賴項(xiàng)：

pipenv install

添加 --dev 標(biāo)志將安裝開(kāi)發(fā)/測(cè)試的 requirements.txt：

pipenv install --dev

使用 Pipenv 還有其他好處：它具有更好的安全特性，以易于理解的格式繪制你的依賴關(guān)系，無(wú)縫處理 .env 文件，并且可以在一個(gè)文件中自動(dòng)處理開(kāi)發(fā)與生產(chǎn)環(huán)境的不同依賴關(guān)系。你可以在文檔中閱讀更多內(nèi)容。

使用 Pipenv

使用 Pipenv 的基礎(chǔ)知識(shí)在官方 Python 包管理教程管理應(yīng)用程序依賴關(guān)系部分中詳細(xì)介紹。要安裝 Pipenv，使用 pip：

pip install pipenv

要安裝在項(xiàng)目中使用的包，請(qǐng)更改為項(xiàng)目的目錄。然后安裝一個(gè)包（我們將使用 Django 作為例子），運(yùn)行：

pipenv install django

你會(huì)看到一些輸出，表明 Pipenv 正在為你的項(xiàng)目創(chuàng)建一個(gè) Pipfile。

如果你還沒(méi)有使用虛擬環(huán)境，你還會(huì)看到 Pipenv 的一些輸出，說(shuō)明它正在為你創(chuàng)建一個(gè)虛擬環(huán)境。

然后，你將看到你在安裝包時(shí)常看到的輸出。

為了生成 Pipfile.lock 文件，運(yùn)行：

pipenv lock

你也可以使用 Pipenv 運(yùn)行 Python 腳本。運(yùn)行名為 hello.py 的上層 Python 腳本：

pipenv run python hello.py

你將在控制臺(tái)中看到預(yù)期結(jié)果。

啟動(dòng)一個(gè) shell，運(yùn)行：

pipenv shell

如果你想將當(dāng)前使用 requirements.txt 文件的項(xiàng)目轉(zhuǎn)換為使用 Pipenv，請(qǐng)安裝 Pipenv 并運(yùn)行：

pipenv install requirements.txt

這將創(chuàng)建一個(gè) Pipfile 并安裝指定的 requirements.txt?？紤]一下升級(jí)你的項(xiàng)目！