pip、conda7种Python包管理工具对比测评

2024年 6月 17日 43.9k 0

开始使用 Python 并创建我的第一个包时,我很困惑。创建和管理包似乎比我预想的要困难得多。此外,存在多种工具,但我不确定该使用哪一种。我相信你们大多数人过去都遇到过同样的问题。Python 有无数的工具来管理虚拟环境和创建包,但很难(或几乎不可能)了解哪一个适合您的需求。存在一些关于该主题的演讲和博客文章,但它们都没有给出完整的概述或以结构化的方式评估这些工具。这就是这篇文章的主题。

工具分类

本文划分五个对于环境和包管理方面很重要的类别:

  • Python 版本管理
  • 包管理
  • 环境管理(主要涉及虚拟环境)
  • 包构建
  • 包发布

正如下面的维恩图中所示,存在很多工具。有些是单一用途的,有些是多面手:pip、conda7种Python包管理工具对比测评-1

让我们从开发人员的角度来浏览一下这些类别:假设您同时处理个人项目和工作项目。在工作中,您使用的是 Python 3.7,而您的个人项目应该使用最新的 Python 版本(当前为 3.11)。换句话说:您希望能够安装不同的 Python 版本并在它们之间进行切换。这就是我们的第一个类别,Python 版本管理的内容。

在您的项目中,您正在使用其他软件包(例如 pandas 或 sklearn 用于数据科学)。这些是您必须安装和管理的项目的依赖项(例如,在发布新版本时进行升级)。这就是包管理的意义所在。

由于不同的项目可能需要同一包的不同版本,因此您需要创建(和管理)虚拟环境以避免依赖冲突。用于此目的的工具收集在环境管理类别中。大多数工具使用虚拟环境,但有些工具使用另一个称为 “本地包”(Local Packages) 的概念,我们稍后会讨论。

您可能希望与其他开发人员共享您的代码。为此,您首先必须构建包(包构建),然后才能将其发布到 PyPI 或其他索引(包发布)。

下面我们将更详细地了解每个类别,包括简短的定义、动机和可用的工具。我将在最后的单独部分中更详细地介绍一些单一用途工具和一些多用途工具。我们先从第一类开始:Python 版本管理。

Python版本管理

定义

一个可以进行 Python 版本管理的工具,可以让你轻松安装 Python 版本并在它们之间切换。

动机

为什么我们要使用不同的 Python 版本?有几个原因。例如,您可能正在处理多个项目,其中每个项目都需要不同的 Python 版本。或者,您可能开发一个支持多个 Python 版本的项目,并且想要测试所有版本。除此之外,检查最新的 Python 版本所提供的功能,或者测试 Python 的预发布版本是否存在错误也是不错的选择。

工具

我们的维恩图显示了可用于 Python 版本管理的工具:pyenv, conda, rye 和 PyFlow。我们将首先在单独的部分中查看 pyenv 并考虑多用途工具。pip、conda7种Python包管理工具对比测评-2

Python 自带一个单一用途的工具,可让您安装和管理 Python 版本:pyenv!Pyenv 很容易使用。最重要的命令如下:

# 安装特定版本的 Python
pyenv install 3.10.4

# 在不同的 Python 版本之间切换

# 仅针对当前 shell 切换 Python 版本
pyenv shell  
# 在这个目录下,自动使用某个 Python 版本
pyenv local  
# 针对当前用户,全局设定 Python 版本
pyenv global  

(虚拟)环境管理

定义

环境管理工具,允许您创建和管理(虚拟)环境。

动机

为什么我们首先要使用环境?正如一开始提到的,项目有特定的要求(即它们依赖于其他包)。通常情况下,不同的项目需要同一包的不同版本。这可能会导致依赖冲突。此外,使用 pip install 安装包时可能会出现问题,因为该包与系统范围的 Python 安装一起放置。其中一些问题可以通过使用命令 --user 中的标志来解决。然而,这个选项可能并不是每个人都知道,尤其是初学者。

工具

许多工具允许用户创建和管理环境。它们是:venv, virtualenv, pipenv, conda, pdm, poetry, hatch, rye 和 PyFlow。其中只有两个是单一用途工具:venv 和 virtualenv。让我们先来看看这两个:pip、conda7种Python包管理工具对比测评-3

venv

venv(docs.python.org/3/library/v…) 是用于创建虚拟环境的内置 Python 包。最重要的命令如下:

# 创建一个新的环境
python3 -m venv 

# 使用这个环境
. /bin/activate

# 关闭这个环境
deactivate

virtualenv

virtualenv (virtualenv.pypa.io/en/latest/)尝试改进 venv. 它提供的功能更多,速度更快,功能更强大。最重要的命令与 venv 基本一样:

# 创建一个新环境
virtualenv 

# 启用这个环境
. /bin/activate

# 关闭这个环境
deactivate

包管理

pyproject.toml

在我们讨论打包之前,我想确保您了解打包最重要的文件:pyproject.toml.

Python 的打包已经取得了长足的进步,在 PEP 518 之前,setup.py 文件用于打包,setuptools 作为构建工具。PEP 518 引入了 pyproject.toml 文件的用法。因此,在创建包时始终需要一个 pyproject.toml 文件,用于定义项目的设置、定义元数据和许多其他内容。一个示例是 pandas 的 pyproject.toml 文件:

github.com/pandas-dev/…

[build-system]
# Minimum requirements for the build system to execute.
# See https://github.com/scipy/scipy/pull/12940 for the AIX issue.
requires = [
    "meson-python==0.13.1",
    "meson==1.2.1",
    "wheel",
    "Cython==3.0.5",  # Note: sync with setup.py, environment.yml and asv.conf.json
    # Any NumPy version should be fine for compiling.  Users are unlikely
    # to get a NumPy

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