在樹莓派建立Python虛擬環境

根據筆者接觸 Python 的少少經驗來說，就已經吃了不少虧，都是因為運行的程式版本的差異導致異常，因此為了讓程式能運作正常，建立虛擬環境也就變得是必要的，在樹莓派建虛擬環境並不是用 Anaconda 來建立， 以樹莓派這樣的硬體等級就讓我打消安裝 Anaconda，還是輕量化的安裝就好，沒有必要安裝一堆你用不到的物件。

前置準備

• 樹莓派安裝Raspbian作業系統（Windows篇）
• 樹莓派安裝Jupyter Notebook
• 建立安裝的路徑，之後可能會有多個虛擬環境，所以我們集中在 ~/Documents/envs 的這個目錄下。

  $ cd ~/Documents
  $ sudo mkdir envs
  

• 檢視一下建立的目錄與權限

  $ ls -al
  

  結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents $ ls -al
  total 12
  drwxr-xr-x  3 pi   pi   4096 Mar 25 23:01 .
  drwxr-xr-x 18 pi   pi   4096 Mar 25 22:57 ..
  drwxr-xr-x  2 root root 4096 Mar 25 23:01 envs
  

開始安裝

• 切換到剛建好的目錄 envs

  $ cd envs
  

• 更新 pip

  $ pip3 install --upgrade pip
  

  結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ pip3 install --upgrade pip
  Looking in indexes: https://pypi.org/simple, https://www.piwheels.org/simple
  Collecting pip
  Downloading https://files.pythonhosted.org/packages/54/0c/d01aa759fdc501a58f431eb594a17495f15b88da142ce14b5845662c13f3/pip-20.0.2-py2.py3-none-any.whl (1.4MB)
    100% |████████████████████████████████| 1.4MB 257kB/s 
  Installing collected packages: pip
  Successfully installed pip-20.0.2
  

• 檢查是否有 virtualenv 程式

  $ pip3 list
  

  結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ pip3 list
  WARNING: pip is being invoked by an old script wrapper. This will fail in a future version of pip.
  Please see https://github.com/pypa/pip/issues/5599 for advice on fixing the underlying issue.
  To avoid this problem you can invoke Python with '-m pip' instead of running pip directly.
  Package           Version    
  ----------------- -----------
  appdirs           1.4.3      
  ... 以下省略
  urllib3           1.24.1     
  wcwidth           0.1.7      
  webencodings      0.5.1      
  Werkzeug          0.14.1     
  wheel             0.32.3     
  wrapt             1.10.11    
  

• 失敗安裝 virtualenv 程式，若上述有看過該程式則可以略過此步驟。

  $ pip3 install virtualenv
  

  筆者一開始沒有用系統管理員 sudo 去建立，結果就出現了 WARNING ，之後導致無法建立虛擬環境，所以一定要用 系統管理員 sudo 建立。 結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ pip3 install virtualenv
  WARNING: pip is being invoked by an old script wrapper. This will fail in a future version of pip.
  ...以下省略
  WARNING: The script virtualenv is installed in '/home/pi/.local/bin' which is not on PATH.
  Consider adding this directory to PATH or, if you prefer to suppress this warning, use --no-warn-script-location.
  Successfully installed distlib-0.3.0 filelock-3.0.12 importlib-metadata-1.5.0 virtualenv-20.0.14 zipp-3.1.0
  

  這時你用 pip3 list 檢查會發現 virtualenv 是存在的，但是執行時會無法建立，會出現下列錯誤。

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ virtualenv dsalearning
  bash: virtualenv: command not found
  

• 正確安裝 virtualenv 程式，若上述沒有看到 WARNING ，可能你的環境變數已有加了該路徑了吧，正常者可以略過此步驟。

  $ sudo pip3 install virtualenv
  

  結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ sudo pip3 install virtualenv
  Looking in indexes: https://pypi.org/simple, https://www.piwheels.org/simple
  Collecting virtualenv
  ...以下省略
  Successfully installed distlib-0.3.0 filelock-3.0.12 importlib-metadata-1.5.0 virtualenv-20.0.14 zipp-3.1.0
  

  耶！沒有看到 WARNING 了，來建立虛擬環境吧。

  $ sudo virtualenv dsalearning
  

  結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ sudo virtualenv dsalearning
  created virtual environment CPython3.7.3.final.0-32 in 407ms
  creator CPython3Posix(dest=/home/pi/Documents/envs/dsalearning, clear=False, global=False)
  seeder FromAppData(download=False, pip=latest, setuptools=latest, wheel=latest, via=copy, app_data_dir=/root/.local/share/virtualenv/seed-app-data/v1.0.1)
  activators BashActivator,CShellActivator,FishActivator,PowerShellActivator,PythonActivator,XonshActivator
  

變更權限

• 檢查虛擬環境目錄

  $ ls -al
  

  結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ ls -al
  total 12
  drwxr-xr-x 3 root root 4096 Mar 26 00:18 .
  drwxr-xr-x 3 pi   pi   4096 Mar 25 23:01 ..
  drwxr-xr-x 4 root root 4096 Mar 26 00:18 dsalearning
  

  發現虛擬環境的目錄權限是 root 而不是 pi ，這個會影響之後用 pi 帳號在虛擬環境安裝其它 package 時會有問題，因此需要將此虛擬環境的目錄權限變更為 pi

• 變更目錄權限
  

  $ sudo chown -R pi:pi dsalearning
  

• 檢查目錄是否變更

  $ ls -al
  

  結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ ls -al
  total 12
  drwxr-xr-x 3 root root 4096 Mar 26 00:18 .
  drwxr-xr-x 3 pi   pi   4096 Mar 25 23:01 ..
  drwxr-xr-x 4 pi   pi   4096 Mar 26 00:18 dsalearning
  

  已經從 root 變更為 pi 了。也可以把這個權限變更在 envs 這個目錄，這樣之後建的虛擬環境目錄都可以用 pi 帳號建立。

進入虛擬環境

• 切換到 dsalearning 目錄

  $ cd dsalearning
  

• 進入 dsalearning 環境

  $ source bin/activate
  

  結果如下

  pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ cd dsalearning
  pi@raspberrypi:~/Documents/envs/dsalearning $ source bin/activate
  (dsalearning) pi@raspberrypi:~/Documents/envs/dsalearning $ 
  

  這時會看到使用者帳號 pi前多了 (dsalearning) 就表示已經進入到這個名稱的虛擬環境。

檢查虛擬環境安裝的程式

• 檢查已安裝的程式

  $ pip3 list
  

  結果如下

  (dsalearning) pi@raspberrypi:~/Documents/envs/dsalearning $ pip3 list
  Package    Version
  ---------- -------
  pip        20.0.2 
  setuptools 46.1.1 
  wheel      0.34.2 
  

  是否發現跟 base 未建立之前的差很多，也就是這裡只要安裝你需要的指定版本程式即可。

離開虛擬環境

$ deactivate

刪除虛擬環境

有時測試或建錯都會有需要把虛擬環境刪除已釋放空間，指令如下。

$ sudo rm -r dsalearning/

結果如下

pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ ls -al
total 12
drwxr-xr-x 3 root root 4096 Mar 26 00:18 .
drwxr-xr-x 3 pi   pi   4096 Mar 25 23:01 ..
drwxr-xr-x 4 pi   pi   4096 Mar 26 00:18 dsalearning
pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ sudo rm -r dsalearning/
pi@raspberrypi:~/Documents/envs $ ls -al
total 8
drwxr-xr-x 2 root root 4096 Mar 26 23:05 .
drwxr-xr-x 3 pi   pi   4096 Mar 25 23:01 ..

筆者習慣都要先檢查過才刪除。

心得

就是走過了上述失敗的過程，才知道用 sudo 來安裝，且必需把權限再授予 pi ，否則權限不夠。

參考文章

1.Virtual Environments in Python Made Easy