在Python的setuptools框架下生成egg的教程

本文介绍了 setuptools 框架的内容，它是 PEAK 的一个副项目，它提供了比 distutils 更加简单的包管理和发行功能。
开始

setuptools 模块很会 “规避”。例如，如果我们下载一个使用 setuptools 而不是使用 distutils 构建的包，那么安装就应该可以像我们期望的一样工作：通常使用 python setup.py install 就可以。为了实现这种功能，使用 setuptools 绑定在一起的包就会在归档文件中包含一个很小的引导模块 ez_setup.py。此处惟一需要注意的是 ez_setup.py 试图在后台下载并安装所需要的 setuptools —— 当然，这需要有一个连接网络的机器。如果 setuptools 早已在本地机器上安装了，那么这个后台步骤就不再需要执行；但是如果它需要手工进行安装，那么很多透明性就都丢失了。不过，大部分系统现在都有一个 Internet 连接了；为没有连接网络的机器多执行几个特殊步骤也并非特别麻烦。

setuptools 的真正优点并不在于实现 distutils 所能实现的功能 —— 尽管它 的确 增强了 distutils 的功能并简化了 setup.py 脚本中的内容。setuptools 最大的优势是它在包管理能力方面的增强。它可以使用一种更加透明的方法来查找、下载并安装依赖包；并可以在一个包的多个版本中自由进行切换，这些版本都安装在同一个系统上；也可以声明对某个包的特定版本的需求；还可以只使用一个简单的命令就能更新到某个包的最新版本。给人印象最为深刻的是，即使有些包的开发人员可能还从未考虑过任何 setuptools 兼容性问题，我们依然可以使用这些包。

下面让我们详细探讨一下。

引导

工具 ez_setup.py 是一个简单的脚本，它可以引导 setuptools 中其余部分。有点让人困惑的是，完整 setuptools 包中所提供的 easy_install 脚本与 ez_setup.py 所实现的功能是相同的。不过前者假设 setuptools 早已安装了，因此它会跳过幕后的安装过程。这两个版本都可以接受相同的参数和开关。

这个过程中的第一个步骤是下载一个小脚本 ez_setup.py：
清单 1. 下载引导脚本

% wget -q http://peak.telecommunity.com/dist/ez_setup.py

然后，就可以不带任何参数运行脚本来安装 setuptools 中其余部分了（如果不作为一个单独的步骤来执行这个步骤，在首次安装其他包时，它还是会被完成）。会看到类似于下面的内容（当然，这要取决于所使用的版本）：
清单 2. 引导 setuptools

% python ez_setup.py
Downloading http://cheeseshop.python.org/packages/2.4/s/
 setuptools/setuptools-0.6b1-py2.4.egg#md5=b79a8a403e4502fbb85ee3f1941735cb
Processing setuptools-0.6b1-py2.4.egg
creating /sw/lib/python2.4/site-packages/setuptools-0.6b1-py2.4.egg
Extracting setuptools-0.6b1-py2.4.egg to /sw/lib/python2.4/site-packages
Removing setuptools 0.6a11 from easy-install.pth file
Adding setuptools 0.6b1 to easy-install.pth file
Installing easy_install script to /sw/bin
Installing easy_install-2.4 script to /sw/bin

Installed /sw/lib/python2.4/site-packages/setuptools-0.6b1-py2.4.egg
Processing dependencies for setuptools

完毕。这就是我们需要确保在系统上安装 setuptools 而需要做的工作。

安装包

对于很多 Python 包来说，要安装这些包，需要做的就是将这些包的名字作为一个参数传递给 ez_setup.py 或 easy_install。既然目前已经使用引导脚本加载了 setuptools，那就可以使用内部更加简化的 easy_install（实际上它与我们选择的版本的区别很小）了。

例如，假设希望安装 SQLObject 包。过程非常简单，如清单 3 所示。注意消息中说 SQLObject 依赖于一个名为 FormEncode 的包；所幸的是，这会被很好地解决：
清单 3. 安装一个典型的包

% easy_install SQLObject
Searching for SQLObject
Reading http://www.python.org/pypi/SQLObject/
Reading http://sqlobject.org
Best match: SQLObject 0.7.0
Downloading http://cheeseshop.python.org/packages/2.4/S/
 SQLObject/SQLObject-0.7.0-py2.4.egg#md5=71830b26083afc6ea7c53b99478e1b6a
Processing SQLObject-0.7.0-py2.4.egg
creating /sw/lib/python2.4/site-packages/SQLObject-0.7.0-py2.4.egg
Extracting SQLObject-0.7.0-py2.4.egg to /sw/lib/python2.4/site-packages
Adding SQLObject 0.7.0 to easy-install.pth file
Installing sqlobject-admin script to /sw/bin

Installed /sw/lib/python2.4/site-packages/SQLObject-0.7.0-py2.4.egg
Processing dependencies for SQLObject
Searching for FormEncode>=0.2.2
Reading http://www.python.org/pypi/FormEncode/
Reading http://formencode.org
Best match: FormEncode 0.5.1
Downloading http://cheeseshop.python.org/packages/2.4/F/
 FormEncode/FormEncode-0.5.1-py2.4.egg#md5=f8a19cbe95d0ed1b9d1759b033b7760d
Processing FormEncode-0.5.1-py2.4.egg
creating /sw/lib/python2.4/site-packages/FormEncode-0.5.1-py2.4.egg
Extracting FormEncode-0.5.1-py2.4.egg to /sw/lib/python2.4/site-packages
Adding FormEncode 0.5.1 to easy-install.pth file

Installed /sw/lib/python2.4/site-packages/FormEncode-0.5.1-py2.4.egg

正如可以从这些消息中看到的一样，easy_install 要在 www.python.org/pypi/ 上查找有关这个包的信息，然后查找真正可以下载它的地方（此处 egg 包就在 cheeseshop.python.org 上；后面将介绍有关 egg 的更多内容）。

现在不仅仅可以安装某个包的最新版本（这是默认操作）。如果愿意，还可以为 easy_install 提供一个特定的版本需求。现在让我们尝试安装 SQLObject 的一个 post-beta 版本。
清单 4. 安装某个包的最小版本

% easy_install 'SQLObject>=1.0'
Searching for SQLObject>=1.0
Reading http://www.python.org/pypi/SQLObject/
Reading http://sqlobject.org
No local packages or download links found for SQLObject>=1.0
error: Could not find suitable distribution for
 Requirement.parse('SQLObject>=1.0')

如果（在本文编写时情况就是如此）SQLObject 的最新版本小于 1.0，那么这会什么也不安装。

安装 “naive” 包

SQLObject 是可以识别 setuptools 的；但是如果要安装一个尚未兼容 setuptools 的包又该如何呢？例如，在本文之前，我从没有对自己的 “Gnosis Utilities” 使用过 setuptools。不过，现在让我们来尝试安装一下这个包，已知的只有它所在的 HTTP（或 FTP、SVN、CVS）位置（setuptools 可以理解所有这些协议）。我的下载 Web 站点上有各个 Gnosis Utilities 的版本，它们的命名采用了常见的版本风格：
清单 5. 安装不识别 setuptools 的包

% easy_install -f http://gnosis.cx/download/Gnosis_Utils.More/ Gnosis_Utils
Searching for Gnosis-Utils
Reading http://gnosis.cx/download/Gnosis_Utils.More/
Best match: Gnosis-Utils 1.2.1
Downloading http://gnosis.cx/download/Gnosis_Utils.More/
 Gnosis_Utils-1.2.1.zip
Processing Gnosis_Utils-1.2.1.zip
Running Gnosis_Utils-1.2.1/setup.py -q bdist_egg --dist-dir
 /tmp/easy_install-CCrXEs/Gnosis_Utils-1.2.1/egg-dist-tmp-Sh4DW1
zip_safe flag not set; analyzing archive contents...
gnosis.__init__: module references __file__
gnosis.magic.__init__: module references __file__
gnosis.xml.objectify.doc.__init__: module references __file__
gnosis.xml.pickle.doc.__init__: module references __file__
gnosis.xml.pickle.test.test_zdump: module references __file__
Adding Gnosis-Utils 1.2.1 to easy-install.pth file

Installed /sw/lib/python2.4/site-packages/Gnosis_Utils-1.2.1-py2.4.egg
Processing dependencies for Gnosis-Utils

所幸的是 easy_install 可以把这一切都完成得很好。它会查看给定的下载目录，识别出可用的最高版本，展开这个包，然后将其重新打包为 “egg” 格式，后者就可以用来进行安装了。导入 gnosis 现在可以在一个脚本中运行。但是假设现在需要对 Gnosis Utilities 之前的某个特定版本来测试一个脚本又该怎么做呢？这也非常简单：
清单 6. 安装一个 “naive” 包的特定版本

% easy_install -f http://gnosis.cx/download/Gnosis_Utils.More/
 "Gnosis_Utils==1.2.0"
Searching for Gnosis-Utils==1.2.0
Reading http://gnosis.cx/download/Gnosis_Utils.More/
Best match: Gnosis-Utils 1.2.0
Downloading http://gnosis.cx/download/Gnosis_Utils.More/
 Gnosis_Utils-1.2.0.zip
[...]
Removing Gnosis-Utils 1.2.1 from easy-install.pth file
Adding Gnosis-Utils 1.2.0 to easy-install.pth file

Installed /sw/lib/python2.4/site-packages/Gnosis_Utils-1.2.0-py2.4.egg
Processing dependencies for Gnosis-Utils==1.2.0

现在通常已经安装了两个版本的 Gnosis Utilities，当前活动版本是 1.2.0。将活动版本切换回 1.2.1 也非常简单：
清单 7. 在系统范围修改 “活动” 版本

% easy_install "Gnosis_Utils==1.2.1"
Searching for Gnosis-Utils==1.2.1
Best match: Gnosis-Utils 1.2.1
Processing Gnosis_Utils-1.2.1-py2.4.egg
Removing Gnosis-Utils 1.2.0 from easy-install.pth file
Adding Gnosis-Utils 1.2.1 to easy-install.pth file

Using /sw/lib/python2.4/site-packages/Gnosis_Utils-1.2.1-py2.4.egg
Processing dependencies for Gnosis-Utils==1.2.1

当然，这一次只能使一个版本是活动的。不过通过在各个脚本上面放上这样两行类似内容，就可以让脚本选择自己希望使用的版本：
清单 8. 在脚本中使用某个版本的包

from pkg_resources import require
require("Gnosis_Utils==1.2.0")

通过使用上述要求，setuptools 就可以在运行 import 语句时添加一个特定的版本（如果指定了大于比较，就是最新的可用版本）。

让包可以识别 setuptools

我会更希望让用户不需要知道 Gnosis Utilities 的下载目录就可以安装它。这 通常都可以 工作，因为 Gnosis Utilities 在 Python Cheeseshop 上有一个信息清单。不幸的是，因为没有考虑 setuptools ，所以我在 python.org 上为我的 Gnosis Utilities 建立了一个 “不匹配” 的入口 http://www.python.org/pypi/Gnosis%20Utilities/1.2.1。具体地说，这个归档文件是根据类似于 Gnosis_Utils-N.N.N.tar.gz 的模式进行命名的（这些工具也打包成了 .zip 和 .tar.bz2 文件，最新的几个版本还打包成了 win32.exe 的安装程序，所有这些文件 setuptools 都可以很好地处理）。不过 Cheeseshop 上的项目名的拼写与 “Gnosis Utilities” 稍微有点不同。实际上，在 Cheeseshop 的一个很小的管理版本的更改就会将 http://www.python.org/pypi/Gnosis_Utils/1.2.1-a 创建为一个发布后版本。发行版归档文件本身并没有什么变化，不过是在 Cheeseshop 里增加了一点元数据。只需要少量努力，就可以使用更加简单的安装程序（注意，出于测试目的，我运行了一个 easy_install -m 来删除所安装的包）。
清单 9. 简单增加对 setuptools 的识别

% easy_install Gnosis_Utils
Searching for Gnosis-Utils
Reading http://www.python.org/pypi/Gnosis_Utils/
Reading http://www.gnosis.cx/download/Gnosis_Utils.ANNOUNCE
Reading http://gnosis.cx/download/Gnosis_Utils.More/
Best match: Gnosis-Utils 1.2.1
Downloading [...]

我把这个过程剩余的部分忽略掉了，因为这与您前面看到的内容没什么两样。惟一的区别在于 easy_install 要在 Cheeseshop（换言之 www.python.org/pypi/）上寻找可以匹配指定名字的元数据，并使用这些信息来查找真正的下载位置。在这种情况中，所列出的 .ANNOUNCE 文件没有包含任何有帮助的内容，不过 easy_install 还会继续查看另一个所列的 URL，这会证明它是一个下载目录。

关于 egg

egg 是一个包含所有包数据的文件包。在理想情况中，egg 是一个使用 zip 压缩的文件，其中包括了所有需要的包文件。但是在某些情况下，setuptools 会决定（或被开关告知）包不应该是 zip 压缩的。在这些情况下，egg 只是一个简单的未曾压缩的子目录，但是里面的内容是相同的。使用单一的版本可以方便地进行转换，并可以节省一点磁盘空间，但是 egg 目录从功能和组织结构上来说都是相同的。一直使用 JAR 文件的 Java? 技术的用户会发现 egg 非常熟悉。

由于最新的 Python 版本中（需要 2.3.5+ 或 2.4）导入挂钩的更改，可以简单地通过设置 PYTHONPATH 或 sys.path 并像往常一样导入相应的包来使用 egg。如果希望采用这种方法，就不需要使用 setuptools 或 ez_setup.py 了。例如，在本文使用的工作目录中，我就为 PyYAML 包放入了一个 egg。现在我就可以使用这个包了，方法如下：
清单 10. PYTHONPATH 上的 egg

% export PYTHONPATH=~/work/dW/PyYAML-3.01-py2.4.egg
% python -c 'import yaml; print yaml.dump({"foo":"bar",1:[2,3]})'
1: [2, 3]
foo: bar

不过，PYTHONPATH 的（或者脚本或 Python shell 会话内的 sys.path的）这种操作有些脆弱。egg 的发现最好是在新一点的 .pth 文件中进行。在 site-packages/ 或 PYTHONPATH 中的任何 .pth 文件都会进行解析来执行其他导入操作，其方法类似于检查可能包含包的那些目录位置一样。如果使用 setuptools 来处理包的管理功能，那么在安装、更新、删除包时，就需要修改一个名为 easy-install.pth 的文件。而且可以按照自己喜欢的方式对这个 .pth 进行命名（只要其扩展名是 .pth 即可）。例如，下面是我的 easy-install.pth 文件的内容：
清单 11. 用作 egg 位置配置的 .pth 文件

% cat /sw/lib/python2.4/site-packages/easy-install.pth
import sys; sys.__plen = len(sys.path)
setuptools-0.6b1-py2.4.egg
SQLObject-0.7.0-py2.4.egg
FormEncode-0.5.1-py2.4.egg
Gnosis_Utils-1.2.1-py2.4.egg
import sys; new=sys.path[sys.__plen:]; del sys.path[sys.__plen:];
 p=getattr(sys,'__egginsert',0); sys.path[p:p]=new;
 sys.__egginsert = p+len(new)

这种格式有点特殊：它近似于一个 Python 脚本，但却不完全是。需要说明的是，可以在那里添加额外列出的 egg；更好的情况是，easy_install 会在运行时实现这种功能。也可以在 site-packages/ 下创建任意多个 .pth 文件；每个都可以列出有哪些 egg 是可用的。

增强安装脚本

上面所述的这种安装 setuptools naive 包的能力（请参阅 清单 6）只部分有效。也就是说，包 Gnosis_Utils 的确安装上了，但是并不完整。所有常见的功能都可以工作，但是在自动生成 egg 时却忽略了很多支持文件 —— 大部分是扩展名为 .txt 的文档和扩展名为 .xml 的测试文件（还有一些其他的 README、.rnc、.rng、.xsl 和围绕子包的文件）。在安装时，所有这些支持文件都 “最好要有”，而没有严格要求一定要有。不过，我们仍然希望能够包含所有的支持文件。

Gnosis_Utils 使用的 setup.py 脚本实际上非常复杂。除了列出基本的元数据之外，在第 467 行代码中，它还对 Python 版本的功能和 bug 进行完整测试；解决旧版本的 distutils 中的一些故障；回溯跳过对不支持部分的安装（例如，如果 pyexpat 在 Python 发行版中并没有包括）；处理 OS 行结束符的转换；创建多个归档/安装程序类型；根据测试结果重新构建 MANIFEST 文件。能够实现处理这些工作的能力要感谢此包的另外一个维护人员 Frank McIngvale；这些能力可以让 Gnosis_Utils 能成功安装回 Python 1.5.1 的版本，当然前提是需要这么做（早期版本中的功能没有这么丰富）。不过此处我要向大家展示的脚本并没有像 distutils 脚本一样做这么复杂的事情：它只是简单地假设系统中已经安装了一个 “普通的” 最新版本的 Python。即使这么讲，setuptools 能让安装脚本变得如此简单还是非常吸引人。

在第一次尝试时，让我们来创建一个 setup.py 脚本，它是从 setuptools 手册中借用的，并试图使用它来创建一个 egg：
清单 12. setuptools setup.py 脚本

% cat setup.py
from setuptools import setup, find_packages
setup(
  name = "Gnosis_Utils",
  version = "1.2.2",
  packages = find_packages(),
)
% python setup.py -q bdist_egg
zip_safe flag not set; analyzing archive contents...
gnosis.__init__: module references __file__
gnosis.doc.__init__: module references __file__
gnosis.magic.__init__: module references __file__
gnosis.xml.objectify.doc.__init__: module references __file__
gnosis.xml.pickle.doc.__init__: module references __file__
gnosis.xml.pickle.test.test_zdump: module references __file__

这点努力就已经可以起作用；至少可以部分地起作用。使用这几行内容的确可以创建一个 egg，不过这个 egg 与使用 easy_install 创建的 egg 有一些相似的缺点：缺乏对不使用 .py 命名的文件的支持。因此让我们再试一次，只是需要稍微再努力一点：
清单 13. 添加缺少的 package_data

from setuptools import setup, find_packages
setup(
  name = "Gnosis_Utils",
  version = "1.2.2",
  package_data = {'':['*.*']},
  packages = find_packages(),
)

这就是需要做的所有操作。当然，根据实际情况，通常希望对它进行一些调整。例如，它可能会列出下面的内容：
清单 14. 打包特定类型文件类型

package_data = {'doc':['*.txt'], 'xml':['*.xml', 'relax/*.rnc']}

这段内容翻译一下就是：将 .txt 文件包括在 doc/ 子包中，将 .xml 文件包括在 xml/ 子包中，将所有 .rnc 文件包括在 xml/relax/ 子包中。

结束语

本文实际上只介绍了用支持 setuptools 的发行版可以执行的定制操作的表层的知识。例如，假设您现在有一个发行版（可以是首选的 egg 格式或另外一种归档类型），您就可以使用一个命令将这个归档文件和元数据上载到 Cheeseshop 上。显然，完整的 setup.py 脚本应该包含旧版本 distutils 脚本中所包含的同样详细的元数据；为了简单起见，本文跳过了这些内容，但是其参数名与 distutils 是兼容的。

尽管要完全适应 setuptools 所提供的巨大功能需要一些时间，但是实际上它确实可以让维护您自己的包和安装外来包都要比 distutils 更加简单。如果您所关心的内容仅仅是安装包，那么您所需要了解的内容在本文的介绍中已经全部包括了；只是您在描述您自己的包时可能会发现一些复杂性，不过仍然没有使用 distutils 那么复杂。