Python 虚拟环境指南 2022 版

过去三年中，我都会发布一下 Python 虚拟环境指南，今年的指南有点晚。如果是新的读者朋友欢迎点开下面链接，去查看往年的文章:

去年介绍的 pipenv 和 poetry 发展都还不错，从 github 上看，感觉数据还在伯仲之间。在这两者之外，新出了一个名叫 PDM(Python Development Master) 的虚拟环境工具。国人出品，3k 的 star，颜值和文档都还不错，今年就介绍它了。

PDM 介绍

mac 上直接使用 brew install pdm 安装，其它系统官方提供了一个一键安装的 shell 脚本。安装完成后，创建一个项目目录 test-pdm ，在目录中使用 pdm init 命令初始化项目:

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➜  test-pdm pdm init
Creating a pyproject.toml for PDM...
Please enter the Python interpreter to use
0. /usr/local/opt/python@3.9/bin/python3.9 (3.9)
1. /Library/Developer/CommandLineTools/usr/bin/python3 (3.8)
2. /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/Current/bin/python3.8 (3.8)
3. /usr/local/bin/pypy3.7 (3.7)
4. /usr/local/bin/pypy (2.7)
5. /usr/local/Cellar/pdm/2.1.2/libexec/bin/python3.10 (3.10)
Please select (0): 2
Using Python interpreter: /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/Current/bin/python3.8 (3.8)
Would you like to create a virtualenv with /Library/Frameworks/Python.framework/Versions/Current/bin/python3.8? [y/n] (y): y
Virtualenv is created successfully at /Users/yoo/tmp/test-pdm/.venv
Is the project a library that will be uploaded to PyPI [y/n] (n): n
License(SPDX name) (MIT):
Author name (game404):
Author email (studyoo@foxmail.com):
Python requires('*' to allow any) (>=3.8):
Changes are written to pyproject.toml.

pdm比较方便的地方是会扫描出系统的 python 解释器，提示用户选择解释器版本, 比如上面日志显示有 5 个 python 版本，有点乱:( 。初始化完成后，生成项目描述文件pyproject.toml内容如下:

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[project]
name = ""
version = ""
description = ""
authors = [
    {name = "game404", email = "studyoo@foxmail.com"},
]
dependencies = []
requires-python = ">=3.8"
license = {text = "MIT"}

[build-system]
requires = ["pdm-pep517>=1.0.0"]
build-backend = "pdm.pep517.api"

当然在项目目录下，也会创建一个隐藏的 .venv 目录，用来存放解释器，和其它工具一致。

安装包之前先使用 pdm config pypi.url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple 修改 pypi 的国内源，然后使用 pdm add django安装包。修改源后，安装包还是挺快的。查看项目的包，表格化展示:

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pdm list
╭────────────────────┬─────────┬──────────╮
│ Package            │ Version │ Location │
├────────────────────┼─────────┼──────────┤
│ asgiref            │ 3.5.2   │          │
│ backports.zoneinfo │ 0.2.1   │          │
│ django             │ 4.1     │          │
│ sqlparse           │ 0.4.2   │          │
╰────────────────────┴─────────┴──────────╯

也可以使用下面命令导出标准配置 requirements.txt 文件和其它工具共享。

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pdm export -o requirements.txt

另外发现一个 pipx 的工具，也有点意思，以后有时间了体验一下。近期 go 和 rust 使用比较多，顺便也介绍一下这两个语言的开发环境。

go 开发环境

go 开发环境安装

go 在 mac 环境下的安装没什么好说的，可以直接使用官方提供的安装包安装，这里介绍 linux 下的 go 环境安装。

linux 下需要下载对应的版本，需要根据 cpu 架构选择，一般情况下选择 amd64 架构的，下载完成后解压到 /usr/local 目录即可:

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curl -LO https://go.dev/dl/go1.17.13.linux-amd64.tar.gz

tar -C /usr/local -xzf go1.19.linux-amd64.tar.gz

然后修改一下环境变量，增加 go 到系统 path(修改后记得重新登录一下):

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# /etc/profile

export PATH=$PATH:/usr/local/go/bin

检测 go 的版本:

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# go version
go version go1.17.13 linux/amd64
# whereis go
go: /usr/local/go /usr/local/go/bin/go

go 的开发环境就设置完成了，非常简单, 已经不再需要按照一些古老的文档设置额外的环境变量。

go 项目依赖

编写一个测试类 main.go :

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package main

import "fmt"

func main() {
    fmt.Println("Hello, World!")
}

运行一下:

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$ go run main.go
Hello, World!

go 使用 mod 命令管理模块，初始化项目 mod init example/hello，其中 example/hello 是我们的包名:

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$ go mod init example/hello
go: creating new go.mod: module example/hello
go: to add module requirements and sums:
	go mod tidy

完成后会形成 go.mod 文件:

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module example/hello

go 1.17

对于项目，可以直接这样运行:

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$ go run .
Hello, World!

依赖包的时候，可以直接在代码中添加依赖:

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...
import "rsc.io/quote"

func main() {
    fmt.Println(quote.Go())
    ...
}

然后使用mod tidy 自动下载和配置依赖项:

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$ go mod tidy
go: finding module for package rsc.io/quote
go: downloading rsc.io/quote v1.5.2
go: found rsc.io/quote in rsc.io/quote v1.5.2
go: downloading rsc.io/sampler v1.3.0
go: downloading golang.org/x/text v0.0.0-20170915032832-14c0d48ead0c

再次运行项目，可以得到下面类似 python 之禅的输出:

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Don't communicate by sharing memory, share memory by communicating.

go 版本升级

go 在 1.18 版本开始支持泛型，这是非常重要的一个特性，我们将刚安装好的 go 升级到 1.18 版本。

升级过程和安装类似，但是需要先清理掉旧的 go 版本:

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$ rm -rf /usr/local/go

直接修改 main.go 添加一个泛型的实现:

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package main

import "fmt"
import "rsc.io/quote"

func say[T string | int](a T) {
	fmt.Println(a)
}

func main() {
    fmt.Println(quote.Go())
	fmt.Println("Hello, World!")
	say("hello")
	say(2022)
}

say 函数支持 string 和 int 两种类型的参数

再次运行项目:

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$ go run .
Don't communicate by sharing memory, share memory by communicating.
Hello, World!
hello
2022

记得将 go.mod 中的 go 版本修改成 1.18。

rust 开发环境

rust 开发环境安装

rust 官方文档很详尽，可以直接按照官方文档执行。安装 Rust 的主要方式是通过 Rustup 这一工具，它既是一个 Rust 安装器又是一个版本管理工具，可以使用下面一条命令完成安装:

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curl --proto '=https' --tlsv1.2 -sSf https://sh.rustup.rs | sh

完成后可以检测一下 rustup 的版本:

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➜  ~ rustup -V
rustup 1.25.1 (2022-07-12)
The Rust toolchain installer

还有 rustc 的版本:

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➜  ~ rustc -V
rustc 1.62.1 (e092d0b6b 2022-07-16)

编写下面的hello.rs程序:

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➜  rust cat hello.rs
fn main(){
    println!("hello, rust");
}

rust 是编译程序，所以我们需要先编译再运行:

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# 编译
➜  rustc hello.rs
# 运行
➜  ./hello
hello, rust

一般情况下我们不会直接使用 rustc，这样比较难以处理依赖，而是使用 Cargo Rust 官方的构建工具和包管理器。rustup 默认会按照 cargo:

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➜  cargo -V
cargo 1.62.1 (a748cf5a3 2022-06-08)

使用 cargo new start_rust 创建一个名为 start_rust 的项目，或者直接在当前目录使用 cargo init，项目目录结构如下:

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➜  start_rust git:(master) ✗ tree -L 2
.
├── Cargo.lock
├── Cargo.toml
├── src
│   └── main.rs

可以看到和 go 的 mod 不一样，cargo 会创建 src 目录，源码都在这个目录下。

Cargo.toml 文件描述了项目的信息及依赖，大概如下:

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[package]
name = "start_rust"
version = "0.1.0"
authors = ["game404 <studyoo@foxmail.com>"]
edition = "2018"

# See more keys and their definitions at https://doc.rust-lang.org/cargo/reference/manifest.html

[dependencies]
...

完成 main.rs 文件中的 main 函数，然后运行:

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➜  start_rust git:(master) ✗ cargo run
   Compiling start_rust v0.1.0 (/Users/yoo/rust/start_rust)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 0.73s
     Running `target/debug/start_rust`
Hello, world!

使用 cargo 非常方便，一个命令即完成编译和运行两个动作。

rust 项目依赖

可以使用 cargo add 指令添加项目依赖:

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# cargo add ferris-says
    Updating crates.io index
      Adding ferris-says v0.2.1 to dependencies.
             Features:
             - clippy

添加完成后，我们可以在 Cargo.toml 文件中看到下面的内容:

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...
[dependencies]
ferris-says = "0.2.1"
...

也可以直接修改这个 toml 文件，使用 cargo build 指令时候会自动安装。

修改 main.rs 文件内容:

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use ferris_says::say; // from the previous step
use std::io::{stdout, BufWriter};

fn main() {
    let stdout = stdout();
    let message = String::from("Hello fellow Rustaceans!");
    let width = message.chars().count();

    let mut writer = BufWriter::new(stdout.lock());
    say(message.as_bytes(), width, &mut writer).unwrap();
}

运行项目:

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# cargo run
    Updating crates.io index
  Downloaded smawk v0.3.1
  Downloaded smallvec v0.4.5
  Downloaded unicode-width v0.1.9
  Downloaded textwrap v0.13.4
  Downloaded ferris-says v0.2.1
  Downloaded 5 crates (97.7 KB) in 0.33s
   Compiling unicode-width v0.1.9
   Compiling smawk v0.3.1
   Compiling smallvec v0.4.5
   Compiling textwrap v0.13.4
   Compiling ferris-says v0.2.1
   Compiling rust v0.1.0 (/root/rust)
    Finished dev [unoptimized + debuginfo] target(s) in 2.34s
     Running `target/debug/rust`
 __________________________
< Hello fellow Rustaceans! >
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        \
         \
            _~^~^~_
        \) /  o o  \ (/
          '_   -   _'
          / '-----' \

可以看到 rust 的吉祥物，一只叫做 ferris 的螃蟹。

rust 版本升级

当前 rust 最新版本是1.63.0, 我们使用 rustup 将 rust 升级到最新版本。升级非常简单, 也只需要执行一条命令：

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rustup update

检测一下升级结果:

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➜  rustup -V
rustup 1.25.1 (2022-07-12)
info: This is the version for the rustup toolchain manager, not the rustc compiler.
info: The currently active `rustc` version is `rustc 1.63.0 (4b91a6ea7 2022-08-08)`
➜  rustc -V
rustc 1.63.0 (4b91a6ea7 2022-08-08)
➜  cargo -V
cargo 1.63.0 (fd9c4297c 2022-07-01)

今年各种事情导致断更了比较久。拖更的原因很多，复更的原因却只有一个，“坚持” 两字而已。也欢迎大家回来:)