python虛擬環境模塊venv的使用方法

相信只要學習python的同學對于虛擬環境這個概念肯定不會太陌生，虛擬環境指的是一個個單獨隔離的python開發環境。各個虛擬環境之間互不干擾，都有自己獨立的開發包。就像是在電腦上裝了很多個虛擬機，每個虛擬機里面你隨便折騰，不會影響到物理機，也不會影響到其他虛擬機。

既然這么有用，那么Python里面用來創建虛擬環境的模塊virtualenv是怎么使用的呢？我們一起來看一下。

virtualenv基本命令格式

這個模塊比較簡單，它只有一條命令，但是跟的選項比較多，就是通過不同的選項來控制生成不同的虛擬環境。我們先來簡單看一下它的基本命令格式：

virtualenv [--version] [--with-traceback] [-v | -q] [--app-data APP_DATA] [--clear-app-data] [--discovery {builtin}] [-p py] 
[--creator {builtin,cpython3-win,venv}] [--seeder {app-data,pip}] [--no-seed] [--activators comma_sep_list][--clear] 
[--system-site-packages] [--copies] [--download | --no-download] [--extra-search-dir d [d ...]] [--pip version] 
[--setuptools version] [--wheel version] [--no-pip] [--no-setuptools] [--no-wheel]
[--symlink-app-data] [--prompt prompt] [-h]
dest

乍一看，選項怎么這么多，一下子就能把人看暈，這還怎么學。但是在最開始使用的時候，常用的參數就只有下面兩個：

• -p py  用于選擇python解釋器版本的
• dest 要存放虛擬環境的目錄，一般是項目目錄
• --prompt prompt 設置虛擬環境命令提示符前端提示。

參數比較抽象，我們還是通過具體的例子來實踐，

示例

先打開cmd命令行窗口，執行python命令，確認你的python包安裝正確。如下所示：

C:\Users\Administrator>python
Python 3.7.3 (v3.7.3:ef4ec6ed12, Mar 25 2019, 22:22:05) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

然后我們來安裝好virualenv模塊，命令是：

C:\Users\Administrator>pip install virtualenv
Looking in indexes: http://pypi.doubanio.com/simple
Collecting virtualenv
  Downloading http://pypi.doubanio.com/packages/c1/61/7506ddd79ef6f09beeefb81c4c55bf395a8ad96b33ff1c6b06e40f8aa101/virtualenv-20.0.7-py2.py3-none-any.whl (8.0 MB)
     |████████████████████████████████| 8.0 MB 6.8 MB/s
......
Installing collected packages: virtualenv
Successfully installed virtualenv-20.0.7

中間省略了一部分輸出容，但是可以看到virtualenv模塊安裝成功。然后我們就來創建一個新的虛擬環境：

C:\Users\Administrator>virtualenv myproject
created virtual environment CPython3.7.3.final.0-64 in 6317ms
  creator CPython3Windows(dest=C:\Users\Administrator\myproject, clear=False, global=False)
  seeder FromAppData(download=False, pip=latest, setuptools=latest, wheel=latest, via=copy, app_data_dir=C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\tmpsvdy5dr2\seed-app-data\v1)
  activators BashActivator,BatchActivator,FishActivator,PowerShellActivator,PythonActivator,XonshActivator

這里的虛擬環境目錄名詞是myproject，就這么簡單的命令創建了一個虛擬環境。它位于myproject目錄下。創建過程中如果沒有報錯就說明創建成功，同時它還指出了虛擬環境的Python版本，可以看到，就是我們系統當前安裝的虛擬版本。
我們查看一下這個目錄：

 C:\Users\Administrator\dir myproject

2020/03/02  17:04    <DIR>          .
2020/03/02  17:04    <DIR>          ..
2020/03/02  17:04    <DIR>          Lib
2020/03/02  17:04               316 pyvenv.cfg
2020/03/02  17:04    <DIR>          Scripts

可以看到里面有兩個目錄和一個文件，

• Lib目錄是必須的庫文件目錄，
• Scripts是虛擬環境的二進制命令文件目錄以及啟動器所在目錄。啟動器就是待會我們要用來激活虛擬環境的目錄。
• pyvenv.cfg文件是這個虛擬環境的配置文件

我們來嘗試激活這個虛擬環境，命令如下：

# 切換到虛擬環境目錄
C:\Users\Administrator>cd myproject

# 激活虛擬環境
C:\Users\Administrator\myproject>Scripts\activate

此時沒有任何輸出，而且命令提示符的窗口也沒有任何改變，怎么判斷虛擬環境已經激活成功了呢？我們使用pip命令來判斷一下，：

C:\Users\Administrator\myproject>pip list
Package    Version
---------- -------
pip        20.0.2
setuptools 45.2.0
wheel      0.34.2

可以看到，這個時候的pip安裝的包只有三個，分別是pip、setuptools、wheel。而我們實際的系統環境因為我一直在使用，我重新打開一個命令提示符窗口，直接執行pip list命令結果如下：

C:\Users\Administrator>pip list
Package            Version
------------------ ---------
-ip                19.0.3
appdirs            1.4.3
attrs              19.3.0
backcall           0.1.0
bleach             3.1.0
colorama           0.4.3
decorator          4.4.1
defusedxml         0.6.0
distlib            0.3.0
Django             2.2
....

說明我們的虛擬環境確實激活成功了，只是看起來不明顯。但是這個時候虛擬環境確實已經可以使用了。那么使用完畢后該怎么退出呢？啟動是activate，那么退出就是deactivate。如下所示：

C:\Users\Administrator\myproject>Scripts\deactivate.bat
C:\Users\Administrator\myproject>pip list
Package            Version
------------------ ---------
-ip                19.0.3
appdirs            1.4.3
attrs              19.3.0
backcall           0.1.0
bleach             3.1.0
colorama           0.4.3
decorator          4.4.1
defusedxml         0.6.0
distlib            0.3.0
Django             2.2
entrypoints        0.3

執行完deactivate命令后，再執行pip list命令，可以看到輸出的是系統python的路徑，這個時候說明已經從虛擬環境退出了。

但是這個過程確實不太明顯，那么能不能把 虛擬環境弄的更明顯一點呢，我們來看看--prompt這個選項的用法：

C:\Users\Administrator>virtualenv --prompt myproject2 myproject2

創建一個新的虛擬環境叫做myproject2，但是使用了--prompt myproject2的選項參數，我們再來嘗試激活一下看看：

C:\Users\Administrator>cd myproject2
C:\Users\Administrator\myproject2>Scripts\activate
myproject2C:\Users\Administrator\myproject2>Scripts\deactivate.bat
C:\Users\Administrator\myproject2>

這個時候很明顯就可以看到，在命令提示符前端出現了一個myproject2的提示，而當我們執行deactivate腳本后，提示符消失，說明回到了正常的環境。

這樣就比較明顯了。

上面的兩個例子演示的是直接使用系統版本python安裝的虛擬環境，既然是虛擬環境，那么python的版本能不能切換呢？我們來嘗試一下-p選項的用法。

C:\Users\Administrator>virtualenv --prompt (myproject3) -p python3.8 myproject3
PEP-514 violation in Windows Registry at HKEY_LOCAL_MACHINE/PythonCore/2.7/InstallPath error: missing
RuntimeError: failed to find interpreter for Builtin discover of python_spec='python3.8'

在上面的示例中，我嘗試創建以python3.8來創建myproject3這個項目，但是失敗了。它在系統里沒有找到python3.8的版本。
我們知道，在windows中，不同的python是可以安裝在不同的目錄中，但是你系統使用哪個版本，就把哪個版本的路徑添加到系統的環境變量最前面即可。剛才的例子里看到我目前使用的主版本是3.7.3，這個時候如果想要使用python3.8來創建虛擬環境的話，就需要告知3.8版本的實際路徑：

C:\Users\Administrator>virtualenv --prompt (myproject3) -p  "D:\Program Files (x86)\Python38\python.exe" myproject3
created virtual environment CPython3.8.2.final.0-64 in 6798ms
  creator CPython3Windows(dest=C:\Users\Administrator\myproject3, clear=False, global=False)
  seeder FromAppData(download=False, pip=latest, setuptools=latest, wheel=latest, via=copy, app_data_dir=C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\tmpxuz4d8ys\seed-app-data\v1)
  activators BashActivator,BatchActivator,FishActivator,PowerShellActivator,PythonActivator,XonshActivator

這個時候就可以創建成功了，這里有兩點需要注意：

1. 必須給出python.exe文件的絕對路徑
2. 路徑中如果有空格，則必須使用雙引號括起。

創建成功以后，我們嘗試激活

C:\Users\Administrator>cd myproject3

C:\Users\Administrator\myproject3>Scripts\activate

(myproject3)C:\Users\Administrator\myproject3>python
Python 3.8.2 (tags/v3.8.2:7b3ab59, Feb 25 2020, 23:03:10) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

可以看到，確實是3.8.2版本的Python，此時新版本的虛擬環境創建成功。

更多相關內容：

如何搭建Python虛擬環境

windows如何安裝Python虛擬環境

基本用法就是這么兩個，linux系統下的操作和這里的類似，大家可以自己去嘗試一下，如果有遇到什么問題可以留言和阿飛一起討論。

實際使用的其他參數可以看一下下面的參數解析，寫的比較詳細，大家可以根據自己的需要來查看。

參數解析

如果將virtualenv的所有參數進行分類，主要分為下面幾類：

1. 只用于輸出信息的，包括下面幾個：

• --version 輸出virtualenv版本信息
• -h, --help  輸出virtualenv幫助信息
• --with-traceback，在創建虛擬環境失敗的時候，輸出追蹤信息。
• -v, --verbose，設置輸出信息等級，一般用于增加信息輸出等級，默認值是2
• -q, --quit，設置輸出信息等級，一般用于降低信息輸出等級，默認值是0

最后兩個選項這里要解釋一下，信息輸出等級指的是virtualenv在執行命令過程中輸出的信息等級，分為5個類，對應的值分別是：

• CRITICAL 0  災難級信息
• ERROR 1 錯誤級信息
• WARNING 2 警告級信息
• INFO 3 普通信息
• DEBUG 4調試信息
• NOTEST 5 非測試信息

也就是說-q/--quit是將信息級別設置為CRITICAL，即只有災難級信息才會輸出，-v/--verbose 后面跟上對應的值，即可調整對應的信息級別。例如-v 4，即將信息級別調整為DEBUG級別。

2. 通用設置

即在使用virualenv命令的時候全局通用的配置，主要有：

• --app-data  APP_DATA  用于配置virutalenv使用的緩存目錄，默認是<temp 目錄>，對于windows系統通常是%USERPROFILE%\AppData\Local\Temp這個目錄，對于linux系統是/tmp目錄。
• --clear-app-data  virtualenv啟動的時候使用空的app數據目錄，默認值False，即默認使用緩存目錄，便于加快虛擬環境創建。

3. 發現

發現這個配置是用來查找目標Python解釋器的，當你創建虛擬環境的時候，你的虛擬環境以哪個Python解釋器版本作為模板來創建呢？這個時候就需要用到發現這個組件來查找了。對應的選項有：

• --discovery {builtin} 解釋器發現方法，默認值builtin，即內置的發現組件。現在好像只有這一個可以選擇。也就是說，這個選項目前對于普通用戶來說沒什么用。除非你能夠自己實現一個發現組件。
• -p py, --python py，用于創建虛擬環境的目標python解釋器，即以這個參數指定的python解釋器版本來創建虛擬環境。默認值是你當前安裝virutalenv的python解釋器。它有兩種格式，分別是：
  I. python解釋器的絕對路徑。
  II. python版本的字符串表示，字符串的格式是{實現名稱}{版本}{架構}，例如python3.8.1, cpython3等。

4. 創造器（creator）

創造器在virtualenv里的作用是，實際執行虛擬環境創建過程的工具。它對應的選項有：

• --creator {builtin, cpyhon3-win, venv}，即通過哪個python解釋器來創建虛擬環境，默認是builtin，即安裝virtualenv的python版本。
• dest，即安裝虛擬環境的目標目錄，可以使用相對路徑和絕對路徑
• --clear，當目標目錄存在的時候，會移除目標目錄，或者覆蓋目標文件，默認值False
• --system-site-packages， 允許虛擬環境訪問系統site-packages目錄，默認值False
• --copies， --always-copy，使用復制而不是鏈接來創建虛擬環境，即使平臺的默認配置是使用鏈接的方式。默認值True。創建虛擬環境有兩種方式，第一種是復制模板Python里的文件到虛擬環境中，第二種方式是從模板Python那里創建軟鏈接到虛擬環境中，第二種速度更快，但是虛擬環境受到模板Python的影響也更大。因此一般推薦使用copy的方式。

5. 種子器（seeder）

種子器指的是什么呢？我們知道python的包管理軟件是pip，但是還有另外兩個管理軟件，分別是setuptools和wheel。而種子器就是決定虛擬環境中，安裝這三個軟件中的哪幾個。有了包管理軟件，才能安裝更多的包。就像種子發芽成熟后能結出更多的種子。所以叫seeder這樣一個名字。對應的選項有：

• --seeder {app-data, pip}，種子包安裝方法，默認值app-data，即從緩存目錄里安裝。
• --no-seed， --without-pip，即不安裝種子包（默認值False）
• --download 從PyPI上下載安裝最新版本的pip/setuptools/wheel，默認值False
• --no-download， --never-download，不下載最新版的pip/setuptools/wheel，默認值True
• --extrea-search-dir，種除了默認的Python安裝的包以外，種子器可能會使用的包含其他包的路徑，默認值是[]
• --pip version, --wheel version， --setuptools version，要安裝的pip，wheel，setuptools版本，默認值都是latest
• --no-pip，--no-wheel，--no-setuptools，不安裝pip，wheel，setuptools，默認值都是False
• --symlink-app-data，從app-data目錄鏈接python包到虛擬環境（目前還不支持，要求種子pip>=19.3，默認值False）

6. 啟動器（activator）

虛擬環境配置好以后，我們怎么進入到虛擬環境，以及怎么讓虛擬環境里的配置生效呢？這個時候就需要用到啟動器了，啟動器的作用是，在shell或者系統的環境變量里面，把虛擬環境的可執行命令路徑添加到最前面。保證在虛擬環境中，最先找到的命令是虛擬環境里的命令。同樣的，當虛擬環境用完以后，我們需要回到正常的環境，這個時候還需要提供虛擬環境的關閉功能。這兩個功能都是在啟動器里實現的。它對應的配置選項有：

• --activator comma_sep_list， 要生成的啟動器列表，用逗號分隔。因為你在不同的系統中使用的是不同的shell，例如linux中有bash、tcsh、dash、zsh等，windows中有powershell，cmd等。因此針對不同的環境需要使用不同的啟動器。這個參數就是讓你說明你要生成哪些環境的啟動器。
• --prompt prompt，在進入到虛擬環境的時候，一般都會在命令提示符的最前面標識出虛擬環境的名稱，便于區分實際環境和虛擬環境。而這個名稱就是通過這個參數來配置的。