آموزش محیط مجازی در پایتون

محیط مجازی(Virtual Environment) چیست؟

محیط مجازی در پایتون، یک محیط مجزا یا ایزوله شده در رایانه‌ی شما است، به طوری که می‌توانید در آن، پروژه‌های پایتون خود را تست و اجرا کنید. این محیط به ما امکان می‌دهد تا وابستگی‌های خاص پروژه را بدون تداخل با سایر پروژه‌ها یا نصب اصلی پایتون مدیریت کنیم. به محیط مجازی، به چشم یک ظرفِ(container) جداگانه برای هر پروژه‌ی پایتون فکر کنید.

• هر ظرف، یک مفسر پایتون مخصوص به خود را دارد.
• هر ظرف، پیکج‌های نصب شده‌ی مخصوص به خود را دارد.
• هر ظرف، از سایر محیط‌های مجازی جدا(ایزوله) شده است.
• هر ظرف، می‌تواند نسخه‌های متفاوتی از پکیج مشابه را داشته باشد. 

استفاده از محیط مجازی مهم است، زیرا:

• از تداخل نسخه‌های پکیج بین پروژه‌ها جلوگیری می‌کند.
• پروژه‌ها را قابل‌حمل‌تر(portable) و قابل تولید مجدد می‌کند.
• نصب پایتون روی سیستم شما را تمیز نگه می‌دارد.
• به ما امکان می‌دهد تا نسخه‌های مختلف پایتون را تست کنیم. 

ایجاد یک محیط مجازی در پایتون

پایتون یک ماژول داخلی به نام venv دارد که از آن برای ایجاد محیط‌های مجازی استفاده می‌شود. برای ایجاد یک محیط مجازی در رایانه‌ی خود، خط فرمان(command prompt) را باز کنید، و به فولدری که می‌خواهید پروژه‌ی خود را در آن ایجاد کنید بروید، سپس دستور زیر را تایپ کنید:

C:\Users\Your Name> python -m venv myfirstproject

$ python -m venv myfirstproject

دستور بالا، یک محیط مجازی را نصب می‌کند و یک فولدر به نام "myfirstproject" ایجاد می‌کند که حاوی ساب‌فولدرها(زیر‌پوشه‌ها) و فایل‌هایی مانند زیر است:

myfirstproject
  Include
  Lib
  Scripts
  .gitignore
  pyvenv.cfg

فعال کردن محیط مجازی در پایتون

برای استفاده از محیط مجازی در پایتون، باید آن را با استفاده از فرمان زیر فعال(activate) کنیم:

C:\Users\Your Name> myfirstproject\Scripts\activate

$ source myfirstproject/bin/activate

پس از فعال‌سازی، اعلان(prompt) تغییر می‌کند تا به ما نشان دهد که در حال کار در این محیط فعال هستید:

(myfirstproject) C:\Users\Your Name>

(myfirstproject) ... $

نصب کردن پکیج‌ها در پایتون

هنگامی که محیط مجازی شما فعال شد، می‌توانید پکیج‌ها را در آن، با استفاده از دستور pip نصب کنید. در زیر، ما می‌خواهیم یک پکیج به نام 'cowsay' را نصب کنیم:

(myfirstproject) C:\Users\Your Name> pip install cowsay

(myfirstproject) ... $ pip install cowsay

Collecting cowsay
  Downloading cowsay-6.1-py3-none-any.whl.metadata (5.6 kB)
Downloading cowsay-6.1-py3-none-any.whl (25 kB)
Installing collected packages: cowsay
Successfully installed cowsay-6.1

[notice] A new release of pip is available: 25.0.1 -> 25.1.1
[notice] To update, run: python.exe -m pip install --upgrade pip

استفاده از پکیج

اکنون، ماژول 'cowsay' در محیط مجازی شما نصب شده است؛ اجازه دهید از آن برای نمایش دادن یک گاو سخنگو(talking cow) استفاده کنیم. یک فایل به نام test.py در رایانه‌ی خود ایجاد کنید. می‌توانید آن را در هرجا که بخواهید قرار دهید اما ما آن را در همان مکانی که فولدر myfirstproject قرار دارد، قرار می‌دهیم؛ نه در این فولدر، بلکه در جایی که این فولدر قرار دارد. حالا فایل مورد نظر را باز کنید و کدهای زیر را در آن قرار دهید:

import cowsay

cowsay.cow("Good Mooooorning!")

سپس، سعی کنید هنگامی که در محیط مجازی قرار دارید، این فایل را اجرا کنید:

(myfirstproject) C:\Users\Your Name> python test.py

(myfirstproject) ... $ python test.py

بعنوان نتیجه، یک گاو در ترمینال شما نشان داده می‌شود:

  _________________
| Good Mooooorning! |
  =================
                 \
                  \
                    ^__^
                    (oo)\_______
                    (__)\       )\/\
                        ||----w |
                        ||     ||

غیرفعال کردن محیط مجازی

برای غیرفعال کردن محیط مجازی، از این فرمان استفاده کنید:

(myfirstproject) C:\Users\Your Name> deactivate

(myfirstproject) ... $ deactivate

در نتیجه، اکنون به رابط خط فرمان عادی برمی‌گردید:

C:\Users\Your Name>

$

اگر سعی کنید فایل test.py را در بیرون از محیط مجازی اجرا کنید، یک خطا دریافت خواهید کرد، زیرا 'cowsay' پیدا نمی‌شود. این ماژول تنها در محیط مجازی مورد نظر نصب شده است:

C:\Users\Your Name> python test.py

$ python test.py

Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\Your Name\test.py", line 1, in <module>
    import cowsay
ModuleNotFoundError: No module named 'cowsay'

نکته: پروژه‌ی myfirstproject هنوز در محیط مجازی وجود دارد، این پروژه فقط فعال نیست؛ اگر دوباره محیط مجازی را فعال کنیم، می‌توانیم فایل test.py را اجرا کنیم، و نمودار مورد نظر نمایش داده خواهد شد. 

حذف کردن محیط مجازی در پایتون

یک نکته‌ی جالب دیگر درباره‌ی کار با محیط مجازی، این است که وقتی به دلایلی می‌خواهیم آن را حذف کنیم، هیچ پروژه دیگری به آن وابسته نیست؛ و تنها، ماژول‌ها و فایل‌های درون محیط مجازی مورد نظر حذف خواهند شد. برای حذف(delete) کردن یک محیط مجازی، به سادگی می‌توانید فولدر آن و تمام محتوای آن را حذف کنید. برای انجام این کار، مستقیماً می‌توانید در سیستم فایل خود اقدام کنید، یا می‌توانید از رابط خط فرمان مانند زیر استفاده کنید:

C:\Users\Your Name> rmdir /s /q myfirstproject

$ rm -rf myfirstproject

منبع: www.w3schools.com/python