相信只要學習python的同學對於虛擬環境這個概念肯定不會太陌生，虛擬環境指的是一個個單獨隔離的python開發環境。各個虛擬環境之間互不干擾，都有自己獨立的開發包。就像是在電腦上裝了很多個虛擬機器，每個虛擬機器裡面你隨便折騰，不會影響到物理機，也不會影響到其他虛擬機器。

既然這麼有用，那麼Python裡面用來建立虛擬環境的模組virtualenv是怎麼使用的呢？我們一起來看一下。

virtualenv基本命令格式

這個模組比較簡單，它只有一條命令，但是跟的選項比較多，就是通過不同的選項來控制生成不同的虛擬環境。我們先來簡單看一下它的基本命令格式：

virtualenv [--version] [--with-traceback] [-v | -q] [--app-data APP_DATA] [--clear-app-data] [--discovery {builtin}] [-p py] 
[--creator {builtin,cpython3-win,venv}] [--seeder {app-data,pip}] [--no-seed] [--activators comma_sep_list][--clear] 
[--system-site-packages] [--copies] [--download | --no-download] [--extra-search-dir d [d ...]] [--pip version] 
[--setuptools version] [--wheel version] [--no-pip] [--no-setuptools] [--no-wheel]
[--symlink-app-data] [--prompt prompt] [-h]
dest

乍一看，選項怎麼這麼多，一下子就能把人看暈，這還怎麼學。但是在最開始使用的時候，常用的引數就只有下面兩個：

• -p py 用於選擇python直譯器版本的
• dest 要存放虛擬環境的目錄，一般是專案目錄
• --prompt prompt 設定虛擬環境命令提示符前端提示。

引數比較抽象，我們還是通過具體的例子來實踐，

示例

先開啟cmd命令列視窗，執行python命令，確認你的python包安裝正確。如下所示：

C:\Users\Administrator>python
Python 3.7.3 (v3.7.3:ef4ec6ed12,Mar 25 2019,22:22:05) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help","copyright","credits" or "license" for more information.
>>>

然後我們來安裝好virualenv模組，命令是：

C:\Users\Administrator>pip install virtualenv
Looking in indexes: http://pypi.doubanio.com/simple
Collecting virtualenv
 Downloading http://pypi.doubanio.com/packages/c1/61/7506ddd79ef6f09beeefb81c4c55bf395a8ad96b33ff1c6b06e40f8aa101/virtualenv-20.0.7-py2.py3-none-any.whl (8.0 MB)
   |████████████████████████████████| 8.0 MB 6.8 MB/s
......
Installing collected packages: virtualenv
Successfully installed virtualenv-20.0.7

中間省略了一部分輸出容，但是可以看到virtualenv模組安裝成功。然後我們就來建立一個新的虛擬環境：

C:\Users\Administrator>virtualenv myproject
created virtual environment CPython3.7.3.final.0-64 in 6317ms
 creator CPython3Windows(dest=C:\Users\Administrator\myproject,clear=False,global=False)
 seeder FromAppData(download=False,pip=latest,setuptools=latest,wheel=latest,via=copy,app_data_dir=C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\tmpsvdy5dr2\seed-app-data\v1)
 activators BashActivator,BatchActivator,FishActivator,PowerShellActivator,PythonActivator,XonshActivator

這裡的虛擬環境目錄名詞是myproject，就這麼簡單的命令建立了一個虛擬環境。它位於myproject目錄下。建立過程中如果沒有報錯就說明建立成功，同時它還指出了虛擬環境的Python版本，可以看到，就是我們系統當前安裝的虛擬版本。
我們檢視一下這個目錄：

 C:\Users\Administrator\dir myproject

2020/03/02 17:04  <DIR>     .
2020/03/02 17:04  <DIR>     ..
2020/03/02 17:04  <DIR>     Lib
2020/03/02 17:04        316 pyvenv.cfg
2020/03/02 17:04  <DIR>     Scripts

可以看到裡面有兩個目錄和一個檔案，

• Lib目錄是必須的庫檔案目錄，
• Scripts是虛擬環境的二進位制命令檔案目錄以及啟動器所在目錄。啟動器就是待會我們要用來啟用虛擬環境的目錄。
• pyvenv.cfg檔案是這個虛擬環境的配置檔案

我們來嘗試啟用這個虛擬環境，命令如下：

# 切換到虛擬環境目錄
C:\Users\Administrator>cd myproject

# 啟用虛擬環境
C:\Users\Administrator\myproject>Scripts\activate

此時沒有任何輸出，而且命令提示符的視窗也沒有任何改變，怎麼判斷虛擬環境已經啟用成功了呢？我們使用pip命令來判斷一下，：

C:\Users\Administrator\myproject>pip list
Package  Version
---------- -------
pip    20.0.2
setuptools 45.2.0
wheel   0.34.2

可以看到，這個時候的pip安裝的包只有三個，分別是pip、setuptools、wheel。而我們實際的系統環境因為我一直在使用，我重新開啟一個命令提示符視窗，直接執行pip list命令結果如下：

C:\Users\Administrator>pip list
Package      Version
------------------ ---------
-ip        19.0.3
appdirs      1.4.3
attrs       19.3.0
backcall      0.1.0
bleach       3.1.0
colorama      0.4.3
decorator     4.4.1
defusedxml     0.6.0
distlib      0.3.0
Django       2.2
....

說明我們的虛擬環境確實啟用成功了，只是看起來不明顯。但是這個時候虛擬環境確實已經可以使用了。那麼使用完畢後該怎麼退出呢？啟動是activate，那麼退出就是deactivate。如下所示：

C:\Users\Administrator\myproject>Scripts\deactivate.bat
C:\Users\Administrator\myproject>pip list
Package      Version
------------------ ---------
-ip        19.0.3
appdirs      1.4.3
attrs       19.3.0
backcall      0.1.0
bleach       3.1.0
colorama      0.4.3
decorator     4.4.1
defusedxml     0.6.0
distlib      0.3.0
Django       2.2
entrypoints    0.3

執行完deactivate命令後，再執行pip list命令，可以看到輸出的是系統python的路徑，這個時候說明已經從虛擬環境退出了。

但是這個過程確實不太明顯，那麼能不能把 虛擬環境弄的更明顯一點呢，我們來看看--prompt這個選項的用法：

C:\Users\Administrator>virtualenv --prompt myproject2 myproject2

建立一個新的虛擬環境叫做myproject2，但是使用了--prompt myproject2的選項引數，我們再來嘗試啟用一下看看：

C:\Users\Administrator>cd myproject2
C:\Users\Administrator\myproject2>Scripts\activate
myproject2C:\Users\Administrator\myproject2>Scripts\deactivate.bat
C:\Users\Administrator\myproject2>

這個時候很明顯就可以看到，在命令提示符前端出現了一個myproject2的提示，而當我們執行deactivate指令碼後，提示符消失，說明回到了正常的環境。

這樣就比較明顯了。

上面的兩個例子演示的是直接使用系統版本python安裝的虛擬環境，既然是虛擬環境，那麼python的版本能不能切換呢？我們來嘗試一下-p選項的用法。

C:\Users\Administrator>virtualenv --prompt (myproject3) -p python3.8 myproject3
PEP-514 violation in Windows Registry at HKEY_LOCAL_MACHINE/PythonCore/2.7/InstallPath error: missing
RuntimeError: failed to find interpreter for Builtin discover of python_spec='python3.8'

在上面的示例中，我嘗試建立以python3.8來建立myproject3這個專案，但是失敗了。它在系統裡沒有找到python3.8的版本。
我們知道，在windows中，不同的python是可以安裝在不同的目錄中，但是你係統使用哪個版本，就把哪個版本的路徑新增到系統的環境變數最前面即可。剛才的例子裡看到我目前使用的主版本是3.7.3，這個時候如果想要使用python3.8來建立虛擬環境的話，就需要告知3.8版本的實際路徑：

C:\Users\Administrator>virtualenv --prompt (myproject3) -p "D:\Program Files (x86)\Python38\python.exe" myproject3
created virtual environment CPython3.8.2.final.0-64 in 6798ms
 creator CPython3Windows(dest=C:\Users\Administrator\myproject3,app_data_dir=C:\Users\Administrator\AppData\Local\Temp\tmpxuz4d8ys\seed-app-data\v1)
 activators BashActivator,XonshActivator

這個時候就可以建立成功了，這裡有兩點需要注意：

1. 必須給出python.exe檔案的絕對路徑
2. 路徑中如果有空格，則必須使用雙引號括起。

建立成功以後，我們嘗試啟用

C:\Users\Administrator>cd myproject3

C:\Users\Administrator\myproject3>Scripts\activate

(myproject3)C:\Users\Administrator\myproject3>python
Python 3.8.2 (tags/v3.8.2:7b3ab59,Feb 25 2020,23:03:10) [MSC v.1916 64 bit (AMD64)] on win32
Type "help","credits" or "license" for more information.
>>>

可以看到，確實是3.8.2版本的Python，此時新版本的虛擬環境建立成功。

基本用法就是這麼兩個，linux系統下的操作和這裡的類似，大家可以自己去嘗試一下，如果有遇到什麼問題可以留言和阿飛一起討論。

實際使用的其他引數可以看一下下面的引數解析，寫的比較詳細，大家可以根據自己的需要來檢視。

引數解析

如果將virtualenv的所有引數進行分類，主要分為下面幾類：

1. 只用於輸出資訊的，包括下面幾個：

• --version 輸出virtualenv版本資訊
• -h,--help 輸出virtualenv幫助資訊
• --with-traceback，在建立虛擬環境失敗的時候，輸出追蹤資訊。
• -v,--verbose，設定輸出資訊等級，一般用於增加資訊輸出等級，預設值是2
• -q,--quit，設定輸出資訊等級，一般用於降低資訊輸出等級，預設值是0

最後兩個選項這裡要解釋一下，資訊輸出等級指的是virtualenv在執行命令過程中輸出的資訊等級，分為5個類，對應的值分別是：

• CRITICAL 0 災難級資訊
• ERROR 1 錯誤級資訊
• WARNING 2 警告級資訊
• INFO 3 普通訊息
• DEBUG 4除錯資訊
• NOTEST 5 非測試資訊

也就是說-q/--quit是將資訊級別設定為CRITICAL，即只有災難級資訊才會輸出，-v/--verbose 後面跟上對應的值，即可調整對應的資訊級別。例如-v 4，即將資訊級別調整為DEBUG級別。

2. 通用設定

即在使用virualenv命令的時候全域性通用的配置，主要有：

• --app-data APP_DATA 用於配置virutalenv使用的快取目錄，預設是<temp 目錄>，對於windows系統通常是%USERPROFILE%\AppData\Local\Temp這個目錄，對於linux系統是/tmp目錄。
• --clear-app-data virtualenv啟動的時候使用空的app資料目錄，預設值False，即預設使用快取目錄，便於加快虛擬環境建立。

3. 發現

發現這個配置是用來查詢目標Python直譯器的，當你建立虛擬環境的時候，你的虛擬環境以哪個Python直譯器版本作為模板來建立呢？這個時候就需要用到發現這個元件來查找了。對應的選項有：

• --discovery {builtin} 直譯器發現方法，預設值builtin，即內建的發現元件。現在好像只有這一個可以選擇。也就是說，這個選專案前對於普通使用者來說沒什麼用。除非你能夠自己實現一個發現元件。
• -p py,--python py，用於建立虛擬環境的目標python直譯器，即以這個引數指定的python直譯器版本來建立虛擬環境。預設值是你當前安裝virutalenv的python直譯器。它有兩種格式，分別是：
  • I. python直譯器的絕對路徑。
  • II. python版本的字串表示，字串的格式是{實現名稱}{版本}{架構}，例如python3.8.1,cpython3等。
    

4. 創造器（creator）

創造器在virtualenv裡的作用是，實際執行虛擬環境建立過程的工具。它對應的選項有：

• --creator {builtin,cpyhon3-win,venv}，即通過哪個python直譯器來建立虛擬環境，預設是builtin，即安裝virtualenv的python版本。
• dest，即安裝虛擬環境的目標目錄，可以使用相對路徑和絕對路徑
• --clear，當目標目錄存在的時候，會移除目標目錄，或者覆蓋目標檔案，預設值False
• --system-site-packages， 允許虛擬環境訪問系統site-packages目錄，預設值False
• --copies， --always-copy，使用複製而不是連結來建立虛擬環境，即使平臺的預設配置是使用連結的方式。預設值True。建立虛擬環境有兩種方式，第一種是複製模板Python裡的檔案到虛擬環境中，第二種方式是從模板Python那裡建立軟連結到虛擬環境中，第二種速度更快，但是虛擬環境受到模板Python的影響也更大。因此一般推薦使用copy的方式。

5. 種子器（seeder）

種子器指的是什麼呢？我們知道python的包管理軟體是pip，但是還有另外兩個管理軟體，分別是setuptools和wheel。而種子器就是決定虛擬環境中，安裝這三個軟體中的哪幾個。有了包管理軟體，才能安裝更多的包。就像種子發芽成熟後能結出更多的種子。所以叫seeder這樣一個名字。對應的選項有：

• --seeder {app-data,pip}，種子包安裝方法，預設值app-data，即從快取目錄裡安裝。
• --no-seed， --without-pip，即不安裝種子包（預設值False）
• --download 從PyPI上下載安裝最新版本的pip/setuptools/wheel，預設值False
• --no-download， --never-download，不下載最新版的pip/setuptools/wheel，預設值True
• --extrea-search-dir，種除了預設的Python安裝的包以外，種子器可能會使用的包含其他包的路徑，預設值是[]
• --pip version,--wheel version， --setuptools version，要安裝的pip，wheel，setuptools版本，預設值都是latest
• --no-pip，--no-wheel，--no-setuptools，不安裝pip，wheel，setuptools，預設值都是False
• --symlink-app-data，從app-data目錄連結python包到虛擬環境（目前還不支援，要求種子pip>=19.3，預設值False）

6. 啟動器（activator）

虛擬環境配置好以後，我們怎麼進入到虛擬環境，以及怎麼讓虛擬環境裡的配置生效呢？這個時候就需要用到啟動器了，啟動器的作用是，在shell或者系統的環境變數裡面，把虛擬環境的可執行命令路徑新增到最前面。保證在虛擬環境中，最先找到的命令是虛擬環境裡的命令。同樣的，當虛擬環境用完以後，我們需要回到正常的環境，這個時候還需要提供虛擬環境的關閉功能。這兩個功能都是在啟動器裡實現的。它對應的配置選項有：

• --activator comma_sep_list， 要生成的啟動器列表，用逗號分隔。因為你在不同的系統中使用的是不同的shell，例如linux中有bash、tcsh、dash、zsh等，windows中有powershell，cmd等。因此針對不同的環境需要使用不同的啟動器。這個引數就是讓你說明你要生成哪些環境的啟動器。
• --prompt prompt，在進入到虛擬環境的時候，一般都會在命令提示符的最前面標識出虛擬環境的名稱，便於區分實際環境和虛擬環境。而這個名稱就是通過這個引數來配置的。

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