Python多环境管理神器（pyenv）

前面我们已经介绍了，python中两种最基础的虚拟环境管理工具，venv和virtualenv，其中virtualenv可以和virtualenvwrapper配合使用。详情请参考：https://www.cnblogs.com/doublexi/p/15783355.html

下面我们来介绍另一个python多环境管理神器pyenv

pyenv

pyenv 主要用来对 Python 解释器进行管理，可以管理系统上的多个版本的 Python 解释器。它的主要原理就是将新的解释器路径放在 PATH 环境变量的前面，这样新的 python 程序就“覆盖”了老的 python 程序，达到了切换解释器的目的。

pyenv-virtualenv虚拟环境管理也是一样，shims管理各个虚拟环境命令的路径，然后再将shims路径插入到系统环境变量最前面，达到切换虚拟环境的目的。

1、安装pyenv：

pyenv不是自带的，需要额外安装。

方式一：

使用git来安装：

git clone https://github.com/pyenv/pyenv.git ~/.pyenv

配置环境变量：

sed -Ei -e '/^([^#]|$)/ {a \
export PYENV_ROOT="$HOME/.pyenv"
a \
export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"
a \
' -e ':a' -e '$!{n;ba};}' ~/.bash_profile
echo 'eval "$(pyenv init --path)"' >> ~/.bash_profile

echo 'export PYENV_ROOT="$HOME/.pyenv"' >> ~/.profile
echo 'export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"' >> ~/.profile
echo 'eval "$(pyenv init --path)"' >> ~/.profile

echo 'eval "$(pyenv init -)"' >> ~/.bashrc

请注意，以上的三条 echo 命令的最后一条长长的命令，请你保证它引号中的内容处于 ~/.bashrc 或者 ~/.zshrc 的最底部。

因为在 pyenv 初始化期间会操作 path 环境变量，导致不可预测的行为。

重启当前shell，加载新的环境变量

exec $SHELL -l

测试是否安装成功：

[root@ops-130 ~]# pyenv versions
* system (set by /root/.pyenv/version)

安装过程如下：

此时，表示pyenv安装成功。

安装方式二：

直接使用别人写好的脚本一键安装：

curl -L https://github.com/pyenv/pyenv-installer/raw/master/bin/pyenv-installer | bash 

安装脚本有可能会提示你手动把几行命令添加到shell的配置文件中。

将来要进行更新的话：

pyenv update 

要卸载pyenv的话更加简单，直接删除目录即可：

rm -fr ~/.pyenv 

别忘了把.bashrc中的这几行也一并删掉：

export PATH="~/.pyenv/bin:$PATH"
eval "$(pyenv init -)"
eval "$(pyenv virtualenv-init -)"

2、python环境管理

2.1、解释器版本安装与切换

使用pyenv安装指定python版本

pyenv install 2.7.8 

安装过程中，可能会显示缺少一些包，补上就好了。

先安装依赖包：

yum install patch -y
pyenv install 2.7.8

安装成功如下：

安装新版本后，需要rehash一下

pyenv rehash 

查看当前版本：

# 查看当前版本
pyenv version

# 查看 pyenv 已经托管了哪些 python 版本
pyenv versions

当前版本为系统使用版本：

切换当前目录的python版本为2.7.8

pyenv local 2.7.8

再次查看当前python版本，发现已经切换了。

查看所有可安装的软件版本

[root@ops-130 ~]# pyenv install -l
Available versions:
  2.1.3
  ...
  2.7.15
  ...
  3.6.6
  3.7.0
  3.7-dev
  3.8-dev
  activepython-2.7.14
  activepython-3.5.4
  activepython-3.6.0
  anaconda-1.4.0
  ...  
  anaconda3-5.2.0
  ironpython-dev
  ironpython-2.7.4
  ironpython-2.7.5
  ironpython-2.7.6.3
  ironpython-2.7.7
  jython-dev
  jython-2.5.0
  jython-2.5-dev
  jython-2.5.1
  jython-2.5.2
  jython-2.5.3
  jython-2.5.4-rc1
  jython-2.7.0
  jython-2.7.1
  micropython-dev
  micropython-1.9.3
  micropython-1.9.4
  miniconda-latest
  miniconda-2.2.2
  ...
  miniconda3-4.3.30
  pypy-c-jit-latest
  pypy-c-nojit-latest
  pypy-dev
  pypy-stm-2.3
  pypy-stm-2.5.1
  pypy-1.5-src
  pypy-1.5
  ...
  pypy3.5-6.0.0
  pyston-0.5.1
  pyston-0.6.0
  pyston-0.6.1
  stackless-dev
  stackless-2.7-dev
  stackless-2.7.2
  ...
  stackless-3.5.4

2.2、virutalenv 使用 pyenv 安装的 python 版本

// 通过 -p 参数指定 pyenv 安装的 python 3.3.3 的 bin 目录
# virtualenv -p /root/.pyenv/versions/3.3.3/bin/python3.3 py3.3

2.3、三种解释器版本控制方法比较（global、shell、local）

pyenv控制版本的方式有三种，分别是：global、shell、local，下面分别来看看这三种方式：

首先是pyenv shell会话设置：（只影响当前会话）

会话一：

[root@ops-130 ~]# pyenv versions
* system (set by /root/.pyenv/version)
  2.7.8
  3.3.3
# pyenv修改python版本  
[root@ops-130 ~]# pyenv shell 3.3.3
[root@ops-130 ~]# pyenv versions
  system
  2.7.8
* 3.3.3 (set by PYENV_VERSION environment variable)
[root@ops-130 ~]# python -V
Python 3.3.3
[root@ops-130 ~]#

可以看到，使用pyenv shell切换会话里的python版本后，

会话1的pyenv和python显示版本均为3.3.3

会话二：

重新打开一个会话窗口，查看python版本

WARNING! The remote SSH server rejected X11 forwarding request.
Last login: Tue Jan  4 09:28:51 2022 from 192.168.90.197
[root@ops-130 ~]# cd /data/
[root@ops-130 data]# pyenv versions
* system (set by /root/.pyenv/version)
  2.7.8
  3.3.3
[root@ops-130 data]# python -V
Python 2.7.5
[root@ops-130 data]# 

可以看到新打开的会话是Python 2.7.5，并没有受到影响，所以shell只会影响到当前的会话，一旦这个会话结束，则一切失效

pyenv local本地设置（只影响当前目录）

它会在当前目录创建一个.python-version文件，里面记录着版本内容

新建目录/data/test

[root@ops-130 test]# pyenv versions
* system (set by /root/.pyenv/version)
  2.7.8
  3.3.3
# pyenv local修改python版本  
[root@ops-130 test]# pyenv local 3.3.3
[root@ops-130 test]# pyenv versions
  system
  2.7.8
* 3.3.3 (set by /data/test/.python-version)
[root@ops-130 test]# python -V
Python 3.3.3
# 在当前目录生成.python-version版本文件
[root@ops-130 test]# ls -a
.  ..  .python-version  test2
[root@ops-130 test]# cat .python-version 
3.3.3

创建一个子目录test2

[root@ops-130 test]# mkdir test2
[root@ops-130 test]# cd test2
[root@ops-130 test2]# pyenv versions
  system
  2.7.8
* 3.3.3 (set by /data/test/.python-version)
[root@ops-130 test2]# python -V
Python 3.3.3

发现子目录也随之一起改变了

再回到父目录查看：

父目录不变。

所以pyenv local命令只会对当前的文件夹和其子目录中的版本起作用 ，其他的目录不起作用

[root@ops-130 test]# cd ..
[root@ops-130 data]# pyenv versions
* system (set by /root/.pyenv/version)
  2.7.8
  3.3.3
[root@ops-130 data]# python -V
Python 2.7.5

pyenv global 全局设置

如果使用此命令，可以看到所有受到pyenv控制的窗口都受到了影响， 所以尽可能不要用root用户来安装pyenv，否则会影响到之前的系统

原理是：

该命令执行后会在 $(pyenv root) 目录(默认为 ~/.pyenv )中创建一个名为 version 的文件(如果该文件已存在，则修改该文件的内容)，里面记录着系统全局的Python版本号。

# 全局设置，会覆盖所有的目录和窗口
[root@ops-130 ~]# pyenv global 2.7.8
[root@ops-130 ~]# pyenv versions
  system
* 2.7.8 (set by /root/.pyenv/version)
  3.3.3
# 会在~/.pyenv中创建version文件
[root@ops-130 ~]# ls /root/.pyenv/ 
bin    CHANGELOG.md  completions  Dockerfile  LICENSE   man      pyenv.d    shims  terminal_output.png  version
cache  COMMANDS.md   CONDUCT.md   libexec     Makefile  plugins  README.md  src    test                 versions
[root@ops-130 ~]# cat /root/.pyenv/version
2.7.8 

切换到其他目录查看：

# opt也被改成了2.7.8
[root@ops-130 test]# cd /opt/
[root@ops-130 opt]# pyenv versions
  system
* 2.7.8 (set by /root/.pyenv/version)
  3.3.3

切换到之前local设置的目录：local并没有被global覆盖

[root@ops-130 ~]# cd /data/test/
[root@ops-130 test]# pyenv versions
  system
  2.7.8
* 3.3.3 (set by /data/test/.python-version)

如果要取消pyenv的版本设置：

# 取消当前shell窗口的
pyenv shell --unset
# 取消当前目录的
pyenv local --unset
# 取消全局设置
pyenv global system

优先级比较： shell > local > global

更多命令使用，参考官网：https://github.com/pyenv/pyenv/blob/master/COMMANDS.md#pyenv-local

3、虚拟环境管理 （pyenv-virtualenv）

3.1、安装pyenv-virtualenv

pyenv要使用虚拟环境管理，必须安装一个插件pyenv-virtualenv

git clone https://github.com/pyenv/pyenv-virtualenv.git ~/.pyenv/plugins/pyenv-virtualenv
echo 'eval "$(pyenv virtualenv-init -)"' >> ~/.bash_profile
source ~/.bash_profile

查看是否安装成功：

pyenv help virtualenv 

如下图：

3.2、虚拟环境创建与切换

使用pyenv创建虚拟环境（不需要指定目录）

# 直接创建虚拟环境myproj3，它不需要指定目录，不会在当前目录生成myproj3目录文件
pyenv virtualenv 3.3.3 myproj3

如下图：会发现多出了两个python的环境

查看虚拟环境列表：

pyenv virtualenvs

如下图：

激活虚拟环境：

pyenv activate myproj3 

如下图，环境已经激活，切换到了myproj3环境中，虚拟环境名已经出现在前缀上。

退出虚拟环境

pyenv deactivate 

如下图：

删除虚拟环境：

# 直接卸载该环境
pyenv uninstall myproj3

如下图：

3.3、虚拟环境隔离原理：（shims原理）

观察PATH路径，可以发现，pyenv的虚拟环境隔离是通过插入shims路径到PATH头部，实现的。

cat $PATH 

shims路径如下：里面都是一些经常使用的命令引用路径，pip、python等。

当切换虚拟环境时，pyenv就会将对应环境的命令拷贝，覆盖掉shims路径下的命令，并在PATH的头部插入shims路径，来实现python版本的切换。

(myproj3) [root@ops-130 ~]# ls /root/.pyenv/shims/
2to3      easy_install      idle     pip     pip3    pydoc3    python2           python2.7-gdb.py  python3.3         python3.3m-config  pyvenv      wheel
2to3-3.3  easy_install-2.7  idle3    pip2    pip3.3  pydoc3.3  python2.7         python2-config    python3.3-config  python3-config     pyvenv-3.3
activate  easy_install-3.3  idle3.3  pip2.7  pydoc   python    python2.7-config  python3           python3.3m        python-config      smtpd.py
(myproj3) [root@ops-130 ~]# which pip
/root/.pyenv/shims/pip

如下图：

3.4、关于虚拟环境pip没有切换的问题

注意：（PS：使用pyenv-virtualenv创建虚拟环境的时候，经常因为下载pip不成功，导致pip包环境没有切换过来。）

如下图：这里下载pip就没有成功。

此时，我们发现虽然成功创建了虚拟环境myproj，但是里面的pip并没有切换，如下：

# 虽然进入了虚拟环境，python环境切换过来了，但是pip环境还是旧的，没有切换过来
(myproj3) [root@ops-130 ~]# pyenv versions
  system
  2.7.8
  3.3.3
  3.3.3/envs/myproj3
* myproj3 (set by PYENV_VERSION environment variable)
(myproj3) [root@ops-130 ~]# python -V
Python 3.3.3
# pip环境还是旧的
(myproj3) [root@ops-130 ~]# pip -V
pip 8.1.2 from /usr/lib/python2.7/site-packages (python 2.7)
# 此时如果使用pip是无法安装到对应的虚拟环境的

进入虚拟环境：我们手动重新安装一下pip

curl https://bootstrap.pypa.io/pip/3.3/get-pip.py | python

如下图：

再次验证：发现此时pip已经切换过来了，可以使用pip安装软件包了。

(myproj3) [root@ops-130 ~]# which pip
/root/.pyenv/shims/pip
(myproj3) [root@ops-130 ~]# pip -V
pip 10.0.1 from /root/.pyenv/versions/myproj3/lib/python3.3/site-packages/pip (python 3.3)

如下图：

4、pyenv+anaconda

pyenv内部集成了anaconda的软件包，可以在pyenv+anaconda环境。

# 查看软件库，有很多anaconda的版本，也有miniconda的
pyenv install --list

安装anaconda3-2.5.0

# anaconda依赖bzip2，先安装这个库
yum install bzip2 -y
# pyenv安装anaconda
pyenv install anaconda3-2.5.0

pyenv使用anaconda环境

# 方法一：直接切换anaconda环境

# 方法一：直接切换anaconda
[root@ops-130 test]# pyenv versions
  system
  2.7.8
* 3.3.3 (set by /data/test/.python-version)
  3.3.3/envs/myproj3
  anaconda3-2.5.0
  myproj3
[root@ops-130 test]# pyenv local anaconda3-2.5.0
# 发现里面python版本也是anaconda自带的版本3.5.1
[root@ops-130 test]# python -V
Python 3.5.1 :: Anaconda 2.5.0 (64-bit)
[root@ops-130 test]# which python
/root/.pyenv/shims/python

如下图：

方法二：创建使用anaconda的虚拟环境

# 创建虚拟环境的过程中，它会下载一些包，包括pip之类的。
[root@ops-130 ~]# pyenv virtualenv anaconda3-2.5.0  myproj4
查看当前托管版本：
[root@ops-130 ~]# pyenv versions
* system (set by /root/.pyenv/version)
  2.7.8
  3.3.3
  3.3.3/envs/myproj3
  anaconda3-2.5.0
  anaconda3-2.5.0/envs/myproj4
  myproj3
  myproj4

激活环境：

[root@ops-130 ~]# pyenv activate myproj4

如下图：

接下来，就可以使用conda来安装管理库了，

(myproj4) [root@ops-130 ~]# conda install py4j 

如下图：

退出虚拟环境：

pyenv deactivate 

5、优缺点分析：

1、pyenv极大程度的利用了环境变量工具，通过在环境变量前面插入新路径来实现python解释器版本管理和虚拟环境管理。

2、pyenv相比其他工具，更加侧重在python 解释器版本管理上, 比包管理更大一个层级, 使用pyenv我可以方便的下载指定版本的python解释器, pypy, anaconda等, 可以随时自由的在shell环境中本地、全局切换python解释器

3、开发的时候不需要限定某个版本的虚拟环境, 只需要在部署的时候用pyenv local指定当前项目目录使用某个版本就好了，很方便。

4、pyenv切换解释器版本的时候, pip和ipython以及对应的包环境都是一起切换的。（PS：其他工具也是会一起切换的。）有些场景验证多个版本的代码更方便

（PS：使用pyenv-virtualenv创建虚拟环境的时候，经常因为下载pip不成功，导致pip包环境没有切换过来。不过可以自己进入虚拟环境，再手动安装pip解决这个问题。）

5、pyenv也可以创建好指定的虚拟环境, 但不需要指定具体目录, 自由度更高, 使用也简单

个人常用的做法是为每个项目创建不同的虚拟环境, 当进入该环境的时候就可以随便浪而不用担心影响到其它项目, 搭配Pycharm使用效果更佳.

注意：pyenv 不支持 Windows 系统。Windows 上有一个 pyenv 的替代品，是 pywin 。它用来在多个安装的 Python 版本之间进行切换