虚拟环境二三事

虚拟环境是什么

虚拟环境（Virtual Environment）是一个独立的Python环境，允许你在同一台机器上同时运行多个不同版本的Python以及各自不同的包和依赖，而不会相互干扰。

这对于开发和部署Python项目非常有用，它能确保项目之间的依赖关系不会发生冲突。

例如，一个项目可能需要Django 2.2，而另一个项目则需要Django 3.0。通过使用虚拟环境，可以在同一台机器上同时管理这两个项目而不发生冲突。

虚拟环境的优点

1. 依赖隔离：不同项目可以 拥有各自的依赖包版本，不会互相影响。

2. 可移植性：虚拟环境可以被复制到其他机器上，这样在不同的开发环境或生产环境中，都可以 复现相同的依赖关系，确保代码的可移植性。

3.版本控制：虚拟环境中安装的Python版本和依赖库可以 锁定在特定的版本，这对于保证代码的稳定性和可维护性很重要。

如何使用python虚拟环境

使用情景

我现在有一堆clone下来的实验代码在~/bxhu/下，需要使用虚拟环境安装matplotlib / pandas / numpy等包，那么我要在~/bxhu/中创建虚拟环境

(1) 进入指定工作目录，并初始化创建名为.venv的虚拟环境

cd ~/bxhu/
python3 -m venv .venv

Tips

虽然这里.venv的命名不是固定的，可以自定义命名，但我比较推荐按照.venv来，因为这样的命名符合大多数机器自命名的规则，也会把虚拟文件夹默认为ls不主动显示😊

(2) 激活虚拟环境

source .venv/bin/activate

此时你就已经进入虚拟环境了

如果不放心可以检查一下：

which python

# if the response is like this, then it's ok
/Users/huluobo/bxhu/.venv/bin/python

(3) 在虚拟环境中，你可以做一系列操作，比如我在这里安装一些package

pip install <Package_NAME>
...

(4) 关闭虚拟环境并退出

deactivate

虚拟环境背后的原理是什么

虚拟环境本质上是：一个包含了独立Python可执行文件的目录，同时也包含了独立的site-packages目录，用来安装依赖包。通过使用虚拟环境，Python解释器会首先查找并使用虚拟环境中的库，而不是全局环境中的库，这样保证了环境的隔离。

sys.path的操作：当你激活虚拟环境时，虚拟环境会修改环境变量（如PATH），使得你当前Shell会优先使用虚拟环境中的Python解释器。同时，虚拟环境还会调整Python的sys.path，确保Python在导入模块时优先查找虚拟环境中的依赖包。

事实上如果从python的角度来看层次设计，可以用下面的图表示：

如何安装“过时”的python虚拟环境

情景：我电脑系统的python是3.12.4，但现在需要以python3.9运行一份代码（pwd = ./A）

在不破坏电脑系统python3.12的前提下，我希望是：在A中安装python3.9的虚拟环境，这样在A中调用的所有py都划归成python3.9

brew install [email protected]

brew --prefix [email protected]

cd ~/A
/opt/homebrew/opt/[email protected]/bin/python3.9 -m venv .venv

source .venv/bin/activate

❯ python --version
Python 3.9.19

❯ deactivate 

❯ python3 --version
Python 3.12.4