Python 包管理

Posted 2022-12-11 Mr_扛扛

一、写在前面

这篇文章主要介绍了Python的包管理，学习过程中主要参考官网以及自己的理解,整理成笔记以便后续自己查阅。
如果转载，请保留作者信息。
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二、python 包管理工具介绍

（1）distutils：

distutils 是 python 标准库的一部分，2000年发布。提供了建立和安装额外的模块集成到一个Python安装。使用它能够进行 python 模块的安装和发布。新的模块可以是100%纯Python，或可扩展模块用C写的，也可以是Python包即Python和C编码模块的集合。

大多数Python开发者不会直接使用这个模块，而是使用由Python Packaging Authority (PyPA是一个工作组，维护许多python相关的项目)提供的跨版本的工具。特别是，setuptools，它提供的distutils增强替代。目前已经不推荐通过distutils来进行包安装，推荐pip进行安装，通过运行与setuptools所有setup.py脚本，即使包本身只引入distutils。

distutils是靠一个setup.py脚本安装，setup.py 就是利用 distutils 的功能写成，我们可以看一个简单的 setup.py 的例子，在这里可以看到关于 setupt.py 格式的所有详细描述：Writing the Setup Script。要安装一个模块到当前的 python 环境中，可以使用这个模块提供的 setup.py 文件.

例子：
foo
｜－ foo.py
｜－ setup.py
｜－ MANIFEST ：说明
｜－ dist：生成包
｜－－－｜－ foo-1.0.tar.gz：安装包

setup.py:

from distutils.core import setup
setup(name='foo',
      version='1.0',
      py_modules=['foo'],
      )

foo.py:代码模块 这里为空文件

下面的代码会发布一个 python 模块，将其打包成 tar.gz 或者 zip 压缩包：

python setup.py sdist

甚至能打包成 rpm 或者 exe 安装包：

python setup.py bdist_rpm
python setup.py bdist_wininst

要安装一个模块到当前的 python 环境中，可以使用这个模块提供的 setup.py 文件：

python setup.py install

关于distutils工具这里不再具体说明，可以参考官网相关信息。

（2）setuptools 和 distribute

setuptools 是一个为了增强 distutils 而开发的集合，2004年发布。它包含了 easy_install 这个工具。它可以帮助我们更简单的创建和分发Python包，尤其是拥有依赖关系的。用户在使用setuptools创建的包时，并不需要已安装setuptools，只要一个启动模块即可。
功能亮点：

• 利用EasyInstall自动查找、下载、安装、升级依赖包
• 创建Python Eggs
• 包含包目录内的数据文件
• 自动包含包目录内的所有的包，而不用在setup.py中列举
• 自动包含包内和发布有关的所有相关文件，而不用创建一个MANIFEST.in文件
• 自动生成经过包装的脚本或Windows执行文件
• 支持Pyrex，即在可以setup.py中列出.pyx文件，而最终用户无须安装Pyrex
• 支持上传到PyPI
• 可以部署开发模式，使项目在sys.path中
• 用新命令或setup()参数扩展distutils，为多个项目发布/重用扩展
• 在项目setup()中简单声明entry points，创建可以自动发现扩展的应用和框架

ez_setup.py 是 setuptools 的安装工具。ez 就是 easy 的缩写。简单的说，setuptools 是一个项目的名称，是基础组件。而 easy_install 是这个项目中提供的工具，它依赖基础组件工作。使用 setuptools 可以自动 下载、构建、安装和管理 python 模块。

Ubuntu 系统上最简单安装：

sudo apt-get install python-setuptools

脚本手动安装：
下载ez_setup.py和使用目标Python版本运行。该脚本将下载相应版本并安装:

wget https://bootstrap.pypa.io/ez_setup.py -O - | python

举个例子，创建一个包：
建立目录

cd /tmp 
mkdir demo
cd demo

在demo中创建一个setup.py文件，写入

from setuptools import setup, find_packages
setup(
    name = "demo",
    version = "0.1",
    packages = find_packages(),
)

执行python setup.py bdist_egg

demo
|– build
| – bdist.linux-x86_64
|– demo.egg-info
| |– dependency_links.txt
| |– PKG-INFO
| |– SOURCES.txt
| – top_level.txt
|– dist
| – demo-0.1-py2.7.egg
– setup.py
在dist中生成的是egg包

file dist/demo-0.1-py2.7.egg
dist/demo-0.1-py2.7.egg: Zip archive data, at least v2.0 to extract

这里具体不再详细阐述参考官网

从 PyPI 上安装一个包(按名称搜索PyPI上安装包，最新的版本，并自动下载和安装)：

easy_install SQLObject

下载一个包文件，然后安装它参考，安装或升级包的名称和版本，找到一个给定的“下载页面”的链接

easy_install -f http://pythonpaste.org/package_index.html SQLObject

从指定的网址下载源，自动构建和安装

easy_install http://example.com/path/to/MyPackage-1.2.3.tgz

安装已下载的.egg 格式包：

easy_install /my_downloads/OtherPackage-3.2.1-py2.3.egg

升级已安装的软件包,在PyPI上的最新版本

easy_install --upgrade PyProtocols

更多信息请参考官网

distribute 是 setuptools 的一个分支版本。分支的原因可能是有一部分开发者认为 setuptools 开发太慢了。但现在，distribute 又合并回了 setuptools 中。因此，我们可以认为它们是同一个东西。[参考]

(3) Eggs

Eggs 格式是 setuptools 引入的一种文件格式，它使用 .egg 扩展名，用于 Python 模块的安装。setuptools 可以识别这种格式。并解析它，安装它。“Python egg”表示一个Python项目的特定版本发布的逻辑结构，包括它的代码，资源和元数据。想要详细了解，请参考The Quick Guide to Python Eggs

(4) pip

pip 是目前 python 包管理的事实标准，PyPI推荐工具安装Python包，2008年发布。它被用作 easy_install 的替代品，但是它仍有大量的功能建立在 setuptools 组件之上。

pip 希望不再使用 Eggs 格式（虽然它支持 Eggs），而更希望采用“源码发行版”（使用 python setup.py sdist 创建）。这可以充分利用 Requirements File Format 提供的方便功能。

pip 可以利用 requirments.txt 来实现在依赖的安装。在 setup.py 中，也存在一个 install_requires 表来指定依赖的安装。它们的区别在哪里？可以看这篇文章：setup.py vs requirements.txt

pip 支持 git/svn/hg 等流行的 VCS 系统，可以直接从 gz 或者 zip 压缩包安装，支持搜索包，以及指定服务器安装等等功能。

pip vs easy_install详细介绍了两者的不同,stackoverflow上大牛的回答。它们可以说是各占胜场，但 pip 明显优势更大。

• pip 能够安装 wheels 包， easy_install不能处理。
• virtualenv虚拟环境已成为一个非常重要的工具，但不能基于easy_install正常工作。
• distribute包含的easy_install不再保留。setuptools来代替。
• ……

pip并没有随着Python一起安装，因此我们需要先安装它。Linux下，一般这样安装：

$ sudo apt-get install python-pip

在安装任何其他包之前，我总是通过PyPI将pip升级到最新版本的, Ubuntu软件库中的版本普遍落后的PyPI。我通过pip升级pip它自己。

$ sudo pip install pip --upgrade

现在如果需要安装任何包，你可以运行 pip install package-name 命令。 所以可以通过下面命令安装 simplejson:

$ sudo pip install simplejson

删除包也很简单。

$ sudo pip uninstall simplejson

一般情况下， pip 会从PyPI自动安装最新的稳定版， 但有时我们需要安装一个特定版本的包，因为你的项目可能基于特殊的版本。 因此你可能需要使用类似如下的 pip install 命令：

$ sudo pip install simplejson==2.2.1

我们可能需要升级/降级/重新安装包。此时可以通过下面的命令完成：

$ sudo pip install simplejson --upgrade 
$ sudo pip install simplejson==2.2.1 --upgrade 

更多关于pip操作请参考
https://pip.pypa.io/en/latest/reference/pip_install/#pip-install-examples。

(5) wheel

Python内置封装格式。wheel是Python发行新的标准，旨在代替Egg。支持PIP > = 1.4 > = 0.8提供的工具包。本质上是一个 zip 包格式，它使用 .whl 扩展名，用于 python 模块的安装，它的出现是为了替代 Eggs。

Wheel的优点：
* 纯Python和原生的C扩展包安装速度更快
* 避免执行任意代码进行安装（避免setup.py）
* C扩展的安装不需要在Windows或OS X的编译器
* 允许更好的缓存进行测试和持续集成
* 创建.pyc文件在安装过程中，以确保他们所使用的Python解释器相匹配
* 更一致的跨平台和机器安装

wheel 还提供了一个 bdist_wheel 作为 setuptools 的扩展命令，这个命令可以用来生成 wheel 包。

pip 提供了一个 wheel 子命令来安装 wheel 包。当然，需要先安装 wheel 模块。

setup.cfg 可以用来定义 wheel 打包时候的相关信息。

Wheel vs Egg 详细介绍了 wheel 和 Eggs 格式的区别，很显然，wheel 优势明显，Egg包的格式是由2004的推出，而Wheel的格式是由PEP 427 2012推出,Wheel目前被认为是建立和Python二进制包装标准。

Python Wheels 网站展示了使用 Wheels 发行的 python 模块在 PyPI 上的占有率。

(6) distutils2 和 distlib

distutils2 被设计为 distutils 的替代品。从2009年开发到2012年。它包含更多的功能，并希望以 packaging 作为名称进入 python 3.3 成为标准库的一部分。distlib 是 distutils2 的部分，它为 distutils2/packaging 提供的低级功能增加高级 API，使其便于使用。目前已经停止开发，不推荐使用。这里介绍了 distlib 没有进入 python 3.3 标准库的一些原因。

三、工具选择

安装工具建议：
1、使用pip从PyPI上安装Python包。根据pip安装,你也可能需要安装wheel，使用wheel缓存的好处。
2、使用virtualenv或pyvenv，从一个共享的Python安装环境，隔离应用程序特定的依赖关系。

打包工具推荐：
1、使用setuptools定义项目，并创建源代码分发。
2、使用可用的bdist_wheel setuptools的扩展从wheel项目创造wheel。这是特别有益的，如果您的项目包含二进制扩展。
3、用twine 上传到PyPI分布。

四、引用

上面提到的大部分资料，都是在这里找到，或者是提到：Python Python Packaging User Guide
感谢这两篇文章，让我了解Python的包管理，然后写下此文帮助自己理解：Differences between distribute, distutils, setuptools and distutils2? ,
zrong’s blog