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1. 为什么需要对项目分发打包？
平常我们习惯了使用 pip 来安装一些第三方模块，这个安装过程之所以简单，是因为模块开发者为我们默默地为我们做了所有繁杂的工作，而这个过程就是 <code>打包/<code>。
打包，就是将你的源代码进一步封装，并且将所有的项目部署工作都事先安排好，这样使用者拿到后即装即用，不用再操心如何部署的问题（如果你不想对照着一堆部署文档手工操作的话）。
不管你是在工作中，还是业余准备自己写一个可以上传到 PyPI 的项目，你都要学会如何打包你的项目。
Python 发展了这么些年了，项目打包工具也已经很成熟了。他们都有哪些呢？
你可能听过 <code>disutils/<code>、<code>distutils/<code>、<code>distutils2/<code>、<code>setuptools/<code>等等，好像很熟悉，却又很陌生，他们都是什么关系呢？
2. 包分发的始祖：distutils
<code>distutils/<code>是 Python 的一个标准库，从命名上很容易看出它是一个分发（distribute）工具（utlis），它是 Python 官方开发的一个分发打包工具，所有后续的打包工具，全部都是基于它进行开发的。
<code>distutils/<code>的精髓在于编写 setup.py，它是模块分发与安装的指导文件。
那么如何编写 setup.py 呢？这里面的内容非常多，我会在后面进行详细的解析，请你耐心往下看。
你有可能没写过 setup.py ，但你绝对使用过 setup.py 来做一些事情，比如下面这条命令，我们经常用它来进行模块的安装。
<code>$ python setup.py install/<code>
这样的安装方法是通过源码安装，与之对应的是通过二进制软件包的安装，同样我也会在后面进行介绍。
3. 分发工具升级：setuptools
<code>setuptools/<code>是 distutils 增强版，不包括在标准库中。其扩展了很多功能，能够帮助开发者更好的创建和分发 Python 包。大部分 Python 用户都会使用更先进的 setuptools 模块。
distribute，或许你在其他地方也见过它，这里也提一下。
distribute 是 setuptools 有一个分支版本，分支的原因可能是有一部分开发者认为 setuptools 开发太慢了。但现在，distribute 又合并回了 setuptools 中。因此，我们可以认为它们是同一个东西。
还有一个大包分发工具是 distutils2，其试图尝试充分利用distutils，detuptools 和 distribute 并成为 Python 标准库中的标准工具。但该计划并没有达到预期的目的，且已经是一个废弃的项目。
因此，setuptools 是一个优秀的，可靠的 Python 包安装与分发工具。
那么如何在一个干净的环境中安装 setuptools 呢？
主要有两种方法：
•源码安装：在 https://pypi.org/project/setuptools/#files 中下载 zip 包 解压执行 <code>python setup.py install/<code>安装•通过引导程序安装：下载引导程序，它可以用来下载或者更新最新版本的 setuptools
<code>$ wget http://peak.telecommunity.com/dist/ez_setup.py/<code>
<code># 安装/<code><code>$ python ez_setup.py/<code>
<code># 更新，以下两种任选/<code><code>$ python ez_setup.py –U setuptools/<code><code>$ pip install -U setuptools/<code>
4. easy_install 使用指南
当你安装完 setuptools 后，就拥有了一个叫做 <code>easy_install/<code>的第三方管理工具，这也是它区分于 distutils 的一大改进。
这里简单介绍一下它的用法，虽然它已经用得非常少了。
先是包的安装
<code># 通过包名，从PyPI寻找最新版本，自动下载、编译、安装/<code><code>$ easy_install pkg_name/<code>
<code># 通过包名从指定下载页寻找链接来安装或升级包/<code><code>$ easy_install -f http://pythonpaste.org/package_index.html /<code>
<code># 指定线上的包地址安装/<code><code>$ easy_install http://example.com/path/to/MyPackage-1.2.3.tgz/<code>
<code># 从本地的 .egg 文件安装/<code><code>$ easy_install xxx.egg/<code>
<code># 在安装时你可以添加额外的参数/<code><code>指定安装目录：--install-dir=DIR, -d DIR/<code><code>指定用户安装：--user/<code>
再者是包的升级
<code># 从 pypi 中搜索并升级包/<code><code>$ easy_install --upgrade pkg_name/<code>
<code># 指定版本进行升级/<code><code>$ easy_install "SomePackage==2.0"/<code>
最后是包的删除
<code>$ easy_install -m pkg_name/<code>
需要注意的是，这样的删除，仅是在 easy-install.pth 文件中删除，使其不能在 python 中使用 这个模块，但实际的包还在你的电脑中，若要删除彻底，需要你手动删除相关的 .egg 及 其他文件。
默认情况下，easy_install 只会从 pypi 上下载相关软件包，由于这个源在国外，下载包的速度并不理想，使用过pip的朋友自然会想，easy_install 是否能指定源进行安装呢？
答案是，可以的。
编辑配置文件 <code>/root/.pydistutils.cfg/<code>
<code>[easy_install]/<code><code>index-url=http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple//<code><code>find-links=http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple//<code>
以上仅介绍了 easy_install 的一些常用的方法，想要了解更多，你可以点击官方文档：https://setuptools.readthedocs.io/en/latest/easy_install.html
总结一句：setuptools 是官方提供的一个专业用于包分发的工具，若只从安装的角度来看，它的功能确实简单。它更大的意义是对包的分发很有用，定制化程序非常高，我们现在也还在用它进行版本包的发布。
5. 源码包与二进制包什么区别？
Python 包的分发可以分为两种：
1.以源码包的方式发布
源码包安装的过程，是先解压，再编译，最后才安装，所以它是跨平台的，由于每次安装都要进行编译，相对二进包安装方式来说安装速度较慢。
源码包的本质是一个压缩包，其常见的格式有：
<table><thead>1.以二进制包形式发布
二进制包的安装过程省去了编译的过程，直接进行解压安装，所以安装速度较源码包来说更快。
由于不同平台的编译出来的包无法通用，所以在发布时，需事先编译好多个平台的包。
二进制包的常见格式有：
<table><thead>6. eggs 与 wheels 有什么区别？
Egg 格式是由 setuptools 在 2004 年引入，而 Wheel 格式是由 PEP427 在 2012 年定义。Wheel 的出现是为了替代 Egg，它的本质是一个zip包，其现在被认为是 Python 的二进制包的标准格式。
以下是 Wheel 和 Egg 的主要区别：
•Wheel 有一个官方的 PEP427 来定义，而 Egg 没有 PEP 定义•Wheel 是一种分发格式，即打包格式。而 Egg 既是一种分发格式，也是一种运行时安装的格式，并且是可以被直接 import•Wheel 文件不会包含 .pyc 文件•Wheel 使用和 PEP376 兼容的 .dist-info 目录，而 Egg 使用 .egg-info 目录•Wheel 有着更丰富的命名规则。•Wheel 是有版本的。每个 Wheel 文件都包含 wheel 规范的版本和打包的实现•Wheel 在内部被 sysconfig path type 管理，因此转向其他格式也更容易
wheel 包可以通过 pip 来安装，只不过需要先安装 wheel 模块，然后再使用 pip 的命令。
<code>$ pip install wheel/<code><code>$ pip wheel --wheel-dir=/local/wheels pkg/<code>
7. 超详细讲解 setup.py 的编写？
打包分发最关键的一步是编写 <code>setup.py/<code>文件。
以下是一个 setup.py 简单的使用示例
<code>from setuptools import setup, find_packages/<code>
<code>setup(/<code><code> name="mytest",/<code><code> version="1.0",/<code><code> author="wangbm",/<code><code> author_email="[email protected]",/<code><code> description="Learn to Pack Python Module -->公众号：Python编程时光",/<code>
<code> # 项目主页/<code><code> url="http://python-online.cn/", /<code>
<code> # 你要安装的包，通过 setuptools.find_packages 找到当前目录下有哪些包/<code><code> packages=find_packages/<code><code>)/<code>
接下来，我将慢慢扩充这个setup函数，增加更多的参数，以便你能理解setup函数能做哪些事情。
程序分类信息
<code>classifiers/<code>参数说明包的分类信息。所有支持的分类列表见：https://pypi.org/pypi?%3Aaction=list_classifiers
示例：
<code>from setuptools import setup, find_packages/<code>
<code>setup(/<code><code> classifiers = [/<code><code> # 发展时期,常见的如下/<code><code> # 3 - Alpha/<code><code> # 4 - Beta/<code><code> # 5 - Production/Stable/<code><code> 'Development Status :: 3 - Alpha',/<code>
<code> # 开发的目标用户/<code><code> 'Intended Audience :: Developers',/<code>
<code> # 属于什么类型/<code><code> 'Topic :: Software Development :: Build Tools',/<code>
<code> # 许可证信息/<code><code> 'License :: OSI Approved :: MIT License',/<code>
<code> # 目标 Python 版本/<code><code> 'Programming Language :: Python :: 2',/<code><code> 'Programming Language :: Python :: 2.7',/<code><code> 'Programming Language :: Python :: 3',/<code><code> 'Programming Language :: Python :: 3.3',/<code><code> 'Programming Language :: Python :: 3.4',/<code><code> 'Programming Language :: Python :: 3.5',/<code><code> ]/<code><code>)/<code>
关于文件的分发
<code>from setuptools import setup, find_packages/<code>
<code>setup(/<code><code> name="mytest",/<code><code> version="1.0",/<code><code> author="wangbm",/<code><code> author_email="[email protected]",/<code><code> description="Learn to Pack Python Module",/<code><code> url="http://python-online.cn/", /<code><code> packages=find_packages,/<code>
<code> # 安装过程中，需要安装的静态文件，如配置文件、service文件、图片等/<code><code> data_files=[/<code><code> ('', ['conf/*.conf']),/<code><code> ('/usr/lib/systemd/system/', ['bin/*.service']),/<code><code> ],/<code>
<code> # 希望被打包的文件/<code><code> package_data={/<code><code> '':['*.txt'],/<code><code> 'bandwidth_reporter':['*.txt']/<code><code> },/<code><code> # 不打包某些文件/<code><code> exclude_package_data={/<code><code> 'bandwidth_reporter':['*.txt']/<code><code> }/<code><code>)/<code>
除了以上的参数配置之外，还可以使用一个叫做 <code>MANIFEST.in/<code>的文件，来控制文件的分发。
如下这是一个 <code>MANIFEST.in/<code>的样例：
<code>include *.txt/<code><code>recursive-include examples *.txt *.py/<code><code>prune examples/sample?/build/<code>
这些配置，规定了如下几点
•所有根目录下的以 txt 为后缀名的文件，都会分发•根目录下的 examples 目录 和 txt、py文件都会分发•路径匹配上 examples/sample?/build 不会分发
<code>MANIFEST.in/<code>需要放在和 setup.py 同级的顶级目录下，setuptools 会自动读取该文件。
关于依赖包下载安装
<code>from setuptools import setup, find_packages/<code>
<code>setup(/<code><code> .../<code>
<code> # 表明当前模块依赖哪些包，若环境中没有，则会从pypi中下载安装/<code><code> install_requires=['docutils>=0.3'],/<code>
<code> # setup.py 本身要依赖的包，这通常是为一些setuptools的插件准备的配置/<code><code> # 这里列出的包，不会自动安装。/<code><code> setup_requires=['pbr'],/<code>
<code> # 仅在测试时需要使用的依赖，在正常发布的代码中是没有用的。/<code><code> # 在执行python setup.py test时，可以自动安装这三个库，确保测试的正常运行。/<code><code> tests_require=[/<code><code> 'pytest>=3.3.1',/<code><code> 'pytest-cov>=2.5.1',/<code><code> ],/<code>
<code> # 用于安装setup_requires或tests_require里的软件包/<code><code> # 这些信息会写入egg的 metadata 信息中/<code><code> dependency_links=[/<code><code> "http://example2.com/p/foobar-1.0.tar.gz",/<code><code> ],/<code>
<code> # install_requires 在安装模块时会自动安装依赖包/<code><code> # 而 extras_require 不会，这里仅表示该模块会依赖这些包/<code><code> # 但是这些包通常不会使用到，只有当你深度使用模块时，才会用到，这里需要你手动安装/<code><code> extras_require={/<code><code> 'PDF': ["ReportLab>=1.2", "RXP"],/<code><code> 'reST': ["docutils>=0.3"],/<code><code> }/<code><code>)/<code>
关于 <code>install_requires/<code>， 有以下五种常用的表示方法：
1.<code>'argparse'/<code>，只包含包名。这种形式只检查包的存在性，不检查版本。方便，但不利于控制风险。2.<code>'setuptools==38.2.4'/<code>，指定版本。这种形式把风险降到了最低，确保了开发、测试与部署的版本一致，不会出现意外。缺点是不利于更新，每次更新都需要改动代码。3.<code>'docutils >= 0.3'/<code>，这是比较常用的形式。当对某个库比较信任时，这种形式可以自动保持版本为最新。4.<code>'Django >= 1.11, != 1.11.1, <= 2'/<code>，这是比较复杂的形式。如这个例子，保证了Django的大版本在1.11和2之间，也即1.11.x；并且，排除了已知有问题的版本1.11.1（仅举例）。对于一些大型、复杂的库，这种形式是最合适的。5.<code>'requests[security, socks] >= 2.18.4'/<code>，这是包含了额外的可选依赖的形式。正常安装requests会自动安装它的<code>install_requires/<code>中指定的依赖，而不会安装<code>security/<code>和<code>socks/<code>这两组依赖。这两组依赖是定义在它的<code>extras_require/<code>中。这种形式，用在深度使用某些库时。
关于安装环境的限制
有些库并不是在所以的 Python 版本中都适用的，若一个库安装在一个未兼容的 Python 环境中，理论上不应该在使用时才报错，而应该在安装过程就使其失败，提示禁止安装。
这样的功能，可以使用 <code>python_requires/<code>来实现。
<code>setup(/<code><code> .../<code><code> python_requires='>=2.7, <=3',/<code><code>)/<code>
生成可执行文件的分发
<code>from setuptools import setup, find_packages/<code>
<code>setup(/<code><code> name="mytest",/<code><code> version="1.0",/<code><code> author="wangbm",/<code><code> author_email="[email protected]",/<code><code> description="Learn to Pack Python Module",/<code><code> url="http://python-online.cn/", /<code><code> packages=find_packages,/<code>
<code> # 用来支持自动生成脚本，安装后会自动生成 /usr/bin/foo 的可执行文件/<code><code> # 该文件入口指向 foo/main.py 的main 函数/<code><code> entry_points={/<code><code> 'console_scripts': [/<code><code> 'foo = foo.main:main'/<code><code> ]/<code><code> },/<code>
<code> # 将 bin/foo.sh 和 bar.py 脚本，生成到系统 PATH中/<code><code> # 执行 python setup.py install 后/<code><code> # 会生成 如 /usr/bin/foo.sh 和 如 /usr/bin/bar.py/<code><code>><code>)/<code>
上面的>sh/<code>和<code>py/<code>后缀，那么安装后，setuptools 会原封不动的移动到 /usr/bin 中，并添加可执行权限。
若你想对这些文件再作一些更改，比如去掉多余的后缀，可以这样做
<code>from setuptools.command.install_scripts import install_scripts/<code>
<code>class InstallScripts(install_scripts):/<code>
<code> def run(self):/<code><code> setuptools.command.install_scripts.install_scripts.run(self)/<code>
<code> # Rename some><code> for><code> if basename.endswith(".py") or basename.endswith(".sh"):/<code><code> dest =><code> else:/<code><code> continue/<code><code> print("moving %s to %s" % (script, dest))/<code><code> shutil.move(script, dest)/<code>
<code>setup(/<code><code> .../<code><code>>
<code> cmdclass={/<code><code> "install_scripts": InstallScripts/<code><code> }/<code><code>)/<code>
ext_modules
<code>ext_modules/<code>参数用于构建 C 和 C++ 扩展扩展包。其是 Extension 实例的列表，每一个 Extension 实例描述了一个独立的扩展模块，扩展模块可以设置扩展包名，头文件、源文件、链接库及其路径、宏定义和编辑参数等。如：
<code>setup(/<code><code> # other arguments here.../<code><code> ext_modules=[/<code><code> Extension('foo',/<code><code> glob(path.join(here, 'src', '*.c')),/<code><code> libraries = [ 'rt' ],/<code><code> include_dirs=[numpy.get_include()])/<code><code> ]/<code><code>)/<code>详细了解可参考：https://docs.python.org/3.6/distutils/setupscript.html#preprocessor-options
setup.py 的参数非常多，能够不借助文档写好一个setup.py好像没那么简单。为了备忘，我整理了 setup 函数常用的一些参数：
<table><thead>更多参数可见：https://setuptools.readthedocs.io/en/latest/setuptools.html
8. 打包辅助神器PBR 是什么？
<code>pbr/<code>是 setuptools 的辅助工具，最初是为 OpenStack 开发(https://launchpad.net/pbr)，基于d2to1。
<code>pbr/<code>会读取和过滤setup.cfg中的数据，然后将解析后的数据提供给<code>setup.py/<code>作为参数。包含如下功能：
1.从git中获取Version、AUTHORS and ChangeLog信息2.Sphinx Autodoc。pbr 会扫描project，找到所有模块，生成stub files3.Requirements。pbr会读取requirements.txt，生成setup函数需要的<code>install_requires/tests_require/dependency_links/<code>
这里需要注意，在 <code>requirements.txt/<code>文件的头部可以使用：<code>--index https://pypi.python.org/simple//<code>，这一行把一个抽象的依赖声明如 requests==1.2.0 转变为一个具体的依赖声明 requests 1.2.0 from pypi.python.org/simple/
4. long_description。从README.rst, README.txt or README file中生成<code>long_description/<code>参数
使用pbr很简单：
<code>from setuptools import setup/<code>
<code>setup(/<code><code> setup_requires=['pbr'],/<code><code> pbr=True,/<code><code>)/<code>
使用pbr时，setup.cfg中有一些配置。在[files]中，有三个key： <code>packages/<code>:指定需要包含的包，行为类似于setuptools.find_packages<code>namespace_packages/<code>:指定namespace packages<code>data_files/<code>: 指定目的目录和源文件路径，一个示例：
<code>[files]/<code><code>data_files =/<code><code> etc/pbr = etc/pbr/*/<code><code> etc/neutron =/<code><code> etc/api-paste.ini/<code><code> etc/dhcp-agent.ini/<code><code> etc/init.d = neutron.init/<code>
<code>[entry_points]/<code>段跟 setuptools 的方式相同。
到此，我讲了三种编写使用 setup.py 的方法
•使用命令行参数指定，一个一个将参数传递进去（极不推荐）•在 setup.py 中的setup函数中指定（推荐使用）•使用 pbr ，在 setup.cfg 中指定（易于管理，更推荐）
9. 如何使用 setup.py 构建包
1、构建源码发布包。
用于发布一个 Python 模块或项目，将源码打包成 tar.gz （用于 Linux 环境中）或者 zip 压缩包（用于 Windows 环境中）
<code>$ python setup.py sdist/<code>
那这种包如何安装呢？
答案是，使用下一节即将介绍的 <code>setuptools/<code>中提供的<code>easy_install/<code>工具。
<code>$ easy_install xxx.tar.gz/<code>
使用 sdist 将根据当前平台创建默认格式的存档。在类 Unix 平台上，将创建后缀后为 <code>.tar.gz/<code>的 gzip 压缩的tar文件分发包，而在Windows上为 ZIP 文件。
当然，你也可以通过指定你要的发布包格式来打破这个默认行为
<code>$ python setup.py sdist --formats=gztar,zip/<code>
你可以指定的格式有哪些呢？
创建一个压缩的tarball和一个zip文件。可用格式为：
<table><thead>对以上的格式，有几点需要注意一下：
•在版本3.5中才添加了对 <code>xztar/<code>格式的支持•zip 格式需要你事先已安装相应的模块：zip程序或zipfile模块（已成为Python的标准库）•ztar 格式正在弃用，请尽量不要使用
另外，如果您希望归档文件的所有文件归root拥有，可以这样指定
<code>python setup.py sdist --owner=root --group=root/<code>
2、构建二进制分发包。
在windows中我们习惯了双击 exe 进行软件的安装，Python 模块的安装也同样支持 打包成 exe 这样的二进制软件包。
<code>$ python setup.py bdist_wininst/<code>
而在 Linux 中，大家也习惯了使用 rpm 来安装包，对此你可以使用这条命令实现 rpm 包的构建
<code>$ python setup.py bdist_rpm/<code>
若你喜欢使用 easy_install 或者 pip 来安装离线包。你可以将其打包成 egg 包
<code>$ python setup.py bdist_egg/<code>
若你的项目，需要安装多个平台下，既有 Windows 也有 Linux，按照上面的方法，多种格式我们要执行多次命令，为了方便，你可以一步到位，执行如下这条命令，即可生成多个格式的进制包
<code>$ python setup.py bdist/<code>
10. 如何使用 setup.py 安装包
正常情况下，我们都是通过以上构建的源码包或者二进制包进行模块的安装。
但在编写 setup.py 的过程中，可能不能一步到位，需要多次调试，这时候如何测试自己写的 setup.py 文件是可用的呢？
这时候你可以使用这条命令，它会将你的模块安装至系统全局环境中
<code>$ python setup.py install/<code>
如若你的项目还处于开发阶段，频繁的安装模块，也是一个麻烦事。
这时候你可以使用这条命令安装，该方法不会真正的安装包，而是在系统环境中创建一个软链接指向包实际所在目录。这边在修改包之后不用再安装就能生效，便于调试。
<code>$ python setup.py develop/<code>
11. 如何发布包到 PyPi？
通过上面的学习，你一定已经学会了如何打包自己的项目，若你觉得自己开发的模块非常不错，想要 share 给其他人使用，你可以将其上传到 PyPi （Python Package Index）上，它是 Python 官方维护的第三方包仓库，用于统一存储和管理开发者发布的 Python 包。
如果要发布自己的包，需要先到 pypi 上注册账号。然后创建 <code>~/.pypirc/<code>文件，此文件中配置 PyPI 访问地址和账号。如的.pypirc文件内容请根据自己的账号来修改。
典型的 .pypirc 文件
<code>[distutils]/<code><code>index-servers = pypi/<code>
<code>[pypi]/<code><code>username:xxx/<code><code>password:xxx/<code>
然后使用这条命令进行信息注册，完成后，你可以在 PyPi 上看到项目信息。
<code>$ python setup.py register/<code>
注册完了后，你还要上传源码包，别人才使用下载安装
<code>$ python setup.py upload/<code>
或者也可以使用 <code>twine/<code>工具注册上传，它是一个专门用于与 pypi 进行交互的工具，详情可以参考官网：
https://www.ctolib.com/twine.html，这里不详细讲了。閱讀更多 編程派 的文章
