Python 多版本虚拟环境共存
# Python 多版本虚拟环境共存
Windows 中要做到环境隔离，在使用 PyCharm 新建项目时直接选择
New environment using [Options]即可，本文主要针对 Linux 环境。注意一下，下面这些操作，最好在
root用户下运行
# 背景
在实际开发过程中，经常需要同时用到多个版本的 Python，并在各个版本之间来回切换。或者对相同的 Python 版本，在不同的项目中使用不同版本的软件包。
能够实现这种需求的工具有很多，简单做个选型对比：
- pyenv (opens new window)：同时支持 Python2.X 和 Python3.X，但在 Python 3.7.3 中会警告说：这个脚本是过时的，推荐使用 venv 命令 (opens new window)。
- venv (opens new window)：Python3.3 之后标准库自带的虚拟环境创建和管理工具，在一定程度上能够替代 virtualenv 。但 venv 是 Python3.3 才有的，只能创建 Python3 的虚拟环境，Python2.X 不能使用。
- virtualenv (opens new window)：是目前很流行的 Python 虚拟环境配置工具，同时支持 Python2.X 和 Python3.X，可以为每个虚拟环境指定 Python 解释器，并选择不继承基础版本的包。在当前的生产环境中还需要 Python2.X 的情况下推荐用这个。
- virtualenvwrapper (opens new window)：是对 virtualenv 的一个封装，目的是使后者更好用。不过似乎最近一次更新是在 2020 年，故不考虑使用了。
- pipenv (opens new window)：据说是集成了 pip，virtualenv 两者的功能，且完善了两者的一些缺陷（对于 virtualenv，主要是说用 virtualenv 管理 requirements.txt 文件可能会有问题，不过我的使用场景目前还没有遇到）。
总结下来，如果完全不需要使用 Python 2.X 的话，可以考虑 venv。否则推荐 virtualenv 或者 pipenv（从 GitHub 看出，这两个工具是同一个组织在维护）。
我目前的需要是在系统中建立多个不同并且相互不干扰的 Python 运行环境，所以基于各方面考虑 (opens new window)，选择了一个比较流行的虚拟环境工具：virtualenv，以后可能会顺便学习了解下 pipenv。
# 安装 Python
如果你只是想基于系统默认的 Python 版本，对多个项目的依赖包环境进行隔离，则不需要另外安装其他版本的 Python。
如果你要想在多个 Python 版本之间进行切换，首先要确保你已经安装所需的 Python 版本（比如这里我需要 Python3.8）。
首先需要安装依赖组件，如果不安转的话后续在安装和使用 Python 时会报各种缺少依赖的错误（比如缺少 _ctypes 等）
- Ubuntu
sudo apt update -y sudo apt install -y build-essential libncursesw5-dev libgdbm-dev libc6-dev zlib1g zlib1g-dev libsqlite3-dev tk-dev libssl-dev openssl libffi-dev python3-dev python3-smbus1
2 - Centos
sudo yum update -y sudo yum groupinstall -y "development tools" sudo yum install zlib zlib-devel bzip2-devel openssl openssl-devel libffi-devel ncurses-devel xz-devel python3-devel sqlite-devel readline-devel tk-devel gdbm-devel db4-devel libpcap-devel expat-devel1
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现在开始正式安装 Python，先从 Python 官网下载 (opens new window) python3 源码安装包：
cd /opt
# 如果下载慢的话不如先下载到本地开发机器上，再上传到服务器
wget --no-check-certificate https://www.python.org/ftp/python/3.8.9/Python-3.8.9.tgz
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编译安装：
mkdir /usr/bin/python3.8 # 创建安装 python 的文件夹
cd /opt
tar -zxvf Python-3.8.9.tgz
# 进入到源码中
cd Python-3.8.9
# 重要，指定 python 的安装路径，可以自己设置
./configure --prefix=/usr/bin/python3.8
# 编译安装
make
make install
# 安装完，移除附带的文件
cd /opt
rm -rf Python-3.8.9.tgz Python-3.8.9
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因为后面是要在虚拟环境中使用这些另外安装的 Python 版本，所以就不配置 Python 环境变量了。
小贴士
为了防止引起一些可能的问题，一般不建议卸载系统自带的 Python。
# 安装工具
通过 pip 安装 virtualenv：
pip3 install virtualenv # 用 pip3 来安装不会有报错
测试安装结果：
virtualenv --version
# 创建虚拟环境
然后，假定我们要开发一个新的项目，需要一套独立的 Python 运行环境，可以这么做：
第一步，创建目录：
mkdir my_project
cd my_project/
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第二步，创建一个基于系统版本 Python 的独立运行环境，命名为 venv（可以是任意的，若省略名字将会把文件均放在当前目录）：
virtualenv venv
可以选择指定的一个 Python 解释器（比如 python3.8）：
virtualenv -p /usr/bin/python3.8/bin/python3.8 venv
命令 virtualenv 就可以创建一个独立的 Python 运行环境，并且默认已经安装到系统 Python 环境中的所有第三方包都不会复制过来，这样，我们就得到了一个不带任何第三方包的「干净」的 Python 运行环境。
小贴士
在很多旧文章里面，会要你在执行上述命令时加上 --no-site-packages 参数，表示不不复制系统 Python 环境中的所有第三方包。实际上在 virtualenv 版本 20 开始就默认这个参数了，加上反而会报错。
# 进入虚拟环境
新建的 Python 环境被放到当前目录下的 venv 目录。有了 venv 这个 Python 环境，要开始使用它，可以用 source 进入该环境：
source venv/bin/activate
执行完命令后，可以观察到命令提示符变了，有个 (venv) 前缀，表示当前环境是一个名为 venv 的 Python 环境。
接下来就可以正常安装各种第三方包，并运行 Python 命令。
在 venv 环境下，用 pip 安装的包都被安装到 venv 这个环境下，系统 Python 环境不受任何影响。也就是说，venv 环境是专门针对 my_project 这个应用创建的。
小贴士
在新建的 venv 目录中，一开始有这三个文件：
- bin：是启动相关的文件，包括启动脚本和解释器。启动脚本就是我们用来激活虚拟环境的脚本。
- lib：保存的是库相关的东西。
- pyvenv.cfg：该文件是这个虚拟环境的配置文件。
# 退出虚拟环境
如果要退出当前的 venv 环境，使用 deactivate 命令：
deactivate
此时就回到了系统默认的 Python 解释器，包括已安装的库也会回到默认的。现在 pip 或 python 命令均是在系统 Python 环境下执行。
完全可以针对每个应用创建独立的 Python 运行环境，这样就可以对每个应用的 Python 环境进行隔离。
# 删除虚拟环境
要删除一个虚拟环境，只需删除它的文件夹。
rm -rf venv
# 原理
virtualenv 是如何创建「独立」的 Python 运行环境的呢？原理很简单，就是把系统 Python 复制一份到 virtualenv 的环境，用命令 source venv/bin/activate 进入一个 virtualenv 环境时，virtualenv 会修改相关环境变量，让命令 python 和 pip 均指向当前的 virtualenv 环境。
# 在 crontab 里运行虚拟环境中的脚本
很多时候我们需要设置一个 crontab 来运行 Python 脚本，而这个脚本又是在虚拟环境中的。这个时候需要在 crontab 语句中手动指定使用虚拟环境路径下的 python 解释器，例如：
*/1 * * * * /home/user/my_project/venv/bin/python3.8 /home/user/my_project/cron_script.py
# 参考资料
Pipenv & 虚拟环境 (opens new window)
（完）