Reproduce from pip 与 Pipfile，virtualenv

pip 是什么？

pip 是一个 Python 包也是 Python 推荐的包管理程序，可以用于安装和管理 Python 包，Python 2.7.9+ 版本中已经自带了 pip 包。针对 Python 2 和 3，pip 分别提供了 pip 和 pip3 两个命令。

pip 常用命令

基本用法：pip install SomePackage，等效于 python -m pip install SomePackage；
明确指定版本号：pip install SomePackage==1.0.0；
制定最小版本号：pip install SomePackage>=1.0.0；
指定版本号区间：pip install SomePackage>=1.0.0,<2.0.0。

pip 也支持直接从文件读取包列表一边批量安装，通常命名为 requirements.txt，可以使用 pip install -r requirements.txt 来安装。requirements.txt 文件内容是如下的扁平格式：

SomePackage1
SomePackage2>=1.0.0
SomePackage3>=1.0.0,<2.0.0

Pipfile 与 Pipfile.lock

Pipfile 与 Pipfile.lock 是社区拟定的依赖管理文件，用于替代过于简陋的 requirements.txt 文件。

基本理念

Pipfile 文件是 TOML 格式而不是 requirements.txt 这样的纯文本；
一个项目对应一个 Pipfile，支持开发环境与正式环境区分。默认提供 default 和 development 区分；
提供版本锁支持，存为 Pipfile.lock。

示例：

[[source]]
url = 'https://pypi.python.org/simple'
verify_ssl = true

[requires]
python_version = '2.7'

[packages]
requests = { extras = ['socks'] }
Django = '>1.10'
pinax = { git = 'git://github.com/pinax/pinax.git', ref = '1.4', editable = true }

[dev-packages]
nose = '*'

PEP 508 支持

可以设置支持的运行环境：

[requires]
python_full_version = '3.6.0b1'

platform = 'windows'

pip 支持

From WoHowLearn 提醒，pip 最新版 19.2.1 已不支持 Pipfile，参数 -p / --pipfile 也已经被移除。
pip 提供了 -p / --pipfile 参数用于安装 Pipfile，类似 -r / --requirement 会默认寻找 requirements.txt 文件，如果没有指定 -p 的参数将会自动寻找 Pipfile 文件。

例如：

pip install -p    # 没有参数会自动寻找 Pipfile 文件
pip install -p Pipfile.lock  # 根据 Pipfile.lock 安装指定依赖

需要注意的是，pip install -p 安装时会自动生成或更新 Pipfile.lock 文件。

Pipfile.lock

Pipfile.lock 是根据 Pipfile 和当前环境自动生成的 JSON 格式的依赖文件，任何情况下都不要手动修改该文件！

生成命令：pip freeze -p Pipfile。

或者：pip freeze -p different_pipfile，将会生成 different_pipfile.lock。

virtualenv

一般情况，每个应用都需要各自拥有一套“独立”的Python运行环境。virtualenv就是用来为一个应用创建一套“隔离”的Python运行环境。

安装 virtualenv：
pip3 install virtualenv
进入项目目录，创建独立的 Python 运行环境，命名为 venv：
virtualenv -p python3 --no-site-packages venv
命令 virtualenv 会创建一个独立的 Python 运行环境
- 参数 -p python3 将创建 python3 环境，而不是 python2；
- 参数 --no-site-packages 表明不复制已经安装到系统 Python 环境中的所有第三方包，这样就得到了一个不带任何第三方包的「干净」的 Python 运行环境。
新的 Python 环境被放到当前目录下的 venv 目录。
建立好环境后，进入该环境：
source venv/bin/activate
命令提示符将会变化，有个 (venv) 前缀，表示当前环境是一个名为 venv 的 Python 环境。
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。
退出当前的 venv 环境
deactivate
此时就回到了正常的环境，现在 pip 或 python 均是在系统 Python 环境下执行。

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。

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。

pipenv

pipenv 是 Pipfile 主要倡导者，requests 作者 Kenneth Reitz 的一个库，有机地结合了 Pipfile，pip，和virtualenv。

主要特征

根据 Pipfile 自动寻找项目根目录；
如果不存在，可以自动生成 Pipfile 和 Pipfile.lock；
自动在项目目录的 .venv 目录创建虚拟环境。（暂时需要设置 export PIPENV_VENV_IN_PROJECT=1）；
自动管理 Pipfile 新安装和删除的包；
自动更新 pip。

基本命令

pipenv --where：寻找项目根目录；
pipenv install：安装 Pipfile 中所列的所有包；
pipenv install --dev：安装 Pipfile 中 dev 环境所列的所有包；
pipenv uninstall：卸载所有包；
pipenv install pytest --dev：在 dev 环境中安装 pytest 包；
pipenv lock：确认 Pipfile 中所有包已安装，并根据安装版本生成 Pipfile.lock；
pipenv shell：应用虚拟环境。

自动补全

由于 pipenv 的命令行程序是基于 Click 库，因此自带了 Bash 补全功能，只需要运行或者将这行代码加入 Bash 启动脚本：eval "$(_FOO_BAR_COMPLETE=source foo-bar)"。

对于 Zsh，需要将这行代码改为 eval "$(_PIPENV_COMPLETE=source-zsh pipenv)"。

最后，Pipfile 和 pipenv 仍然是实验性特性，可能存在不稳定性和较大变动，注意关注最新变化！。

pip 与 Pipfile