PEP 668的引入改变了Linux发行版中用户级Python包的安装方式，旨在避免系统与用户环境间的冲突。本文将深入探讨这一变化，解释“externally-managed-environment”错误，并提供使用`pyenv`等第三方工具作为最佳实践，帮助用户在不破坏系统Python的前提下，独立且灵活地管理自己的Python版本和软件包。
理解PEP 668与“外部管理环境”
自PEP 668（"Marking Python environments as "externally managed""）被采纳以来，许多Linux发行版，特别是Ubuntu 24.04等较新版本，对系统Python环境的包管理方式进行了重大调整。其核心目的是防止用户通过pip install --user等方式在系统Python环境中安装或修改包，从而避免与操作系统自身依赖的Python包产生冲突，导致系统功能异常。
当用户尝试在这些“外部管理”的Python环境中直接使用pip install --user安装包时，会遇到如下错误信息：
error: externally-managed-environment
× This environment is externally managed
╰─> To install Python packages system-wide, try apt install
python3-xyz, where xyz is the package you are trying to
install.
If you wish to install a non-Debian-packaged Python package,
create a virtual environment using python3 -m venv path/to/venv.
Then use path/to/venv/bin/python and path/to/venv/bin/pip. Make
sure you have python3-full installed.
If you wish to install a non-Debian packaged Python application,
it may be easiest to use pipx install xyz, which will manage a
virtual environment for you. Make sure you have pipx installed.
See /usr/share/doc/python3.11/README.venv for more information.
note: If you believe this is a mistake, please contact your Python installation or OS distribution provider. You can override this, at the risk of breaking your Python installation or OS, by passing --break-system-packages.
hint: See PEP 668 for the detailed specification.这个错误明确指出当前Python环境由外部管理，并提供了几种官方推荐的替代方案：
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- 使用apt install python3-xyz： 适用于安装由发行版官方打包的Python模块。
- 创建虚拟环境（python3 -m venv）： 推荐用于项目级别的包管理，将项目依赖隔离。
- 使用pipx install xyz： 适用于安装Python应用程序，pipx会自动为每个应用创建独立的虚拟环境。
虽然这些方法在特定场景下有效，但对于希望拥有一个完全独立、可自由安装各种Python包的用户级Python环境而言，它们并不能完全满足需求。特别是那些习惯于在个人主目录下维护一个独立Python环境的用户，会发现传统的pip install --user方式已不再适用。
推荐解决方案：Python版本管理工具
为了在PEP 668环境下实现灵活且独立的Python环境管理，最有效且推荐的方法是使用第三方Python版本管理工具，如pyenv、conda或mini-forge。这些工具允许用户安装多个Python版本，并为每个版本创建完全独立的运行环境，从而绕过系统Python的限制。
本文将以pyenv为例，详细介绍其使用方法。pyenv通过在用户主目录中安装和管理Python解释器，并巧妙地通过修改PATH环境变量来切换不同版本的Python，使得用户可以像过去一样自由地安装和使用Python包，且不会影响系统Python。
1. Pyenv的安装与配置
首先，我们需要在用户环境中安装pyenv。
安装依赖： 在安装pyenv之前，确保系统安装了构建Python所需的依赖项。对于Ubuntu系统，可以通过以下命令安装：
sudo apt update sudo apt install -y make build-essential libssl-dev zlib1g-dev \ libbz2-dev libreadline-dev libsqlite3-dev wget curl llvm \ libncursesw5-dev xz-utils tk-dev libxml2-dev libxmlsec1-dev libffi-dev liblzma-dev
安装Pyenv： 可以通过pyenv-installer脚本或手动从GitHub克隆仓库进行安装。推荐使用pyenv-installer脚本，它会安装pyenv及其插件。
curl -L https://pyenv.run | bash
配置环境变量： 安装完成后，需要将pyenv的初始化脚本添加到shell的配置文件中（例如~/.bashrc、~/.zshrc或~/.profile）。
# 添加到 ~/.bashrc 或 ~/.zshrc echo 'export PYENV_ROOT="$HOME/.pyenv"' >> ~/.bashrc echo 'export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc echo -e 'if command -v pyenv 1>/dev/null 2>&1; then\n eval "$(pyenv init --path)"\n eval "$(pyenv init -)"\nfi' >> ~/.bashrc echo 'export PATH="$PYENV_ROOT/shims:$PATH"' >> ~/.bashrc # 重新加载shell配置 source ~/.bashrc
配置完成后，验证pyenv是否正确安装：
pyenv --version
2. 使用Pyenv安装和管理Python版本
现在，可以使用pyenv安装你需要的Python版本。
查看可安装版本：
该系统由帝国开发工作组独立开发，是一个经过完善设计的适用于Linux/windows/Unix等环境下高效的网站解决方案。从帝国新闻系统1.0版至今天的帝国网站管理系统，它的功能进行了数次飞跃性的革新，使得网站的架设与管理变得极其轻松。 它采用了系统模型功能：用户通过此功能可直接在后台扩展与实现各种系统，如产品、房产、供求、等等系统，因此特性，[1] 帝国CMS又被誉为“万能建站工具”；采用了
pyenv install --list
安装特定Python版本： 例如，安装Python 3.11.8：
pyenv install 3.11.8
这个过程可能需要一些时间，因为pyenv会从源代码编译Python。
设置全局或局部Python版本： 安装完成后，你可以设置一个全局的Python版本，使其成为默认的Python解释器，或者为特定项目设置局部版本。
-
设置全局版本： 适用于整个用户环境。
pyenv global 3.11.8
-
设置局部版本： 在项目目录下执行，只对当前目录及其子目录生效。
cd /path/to/your/project pyenv local 3.11.8
验证当前Python版本：
python --version which python
你会发现python命令现在指向了pyenv管理的版本，例如：
$ which python /home/youruser/.pyenv/shims/python
3. 在Pyenv环境中管理Python包
当pyenv接管了Python解释器后，其对应的pip也随之被pyenv管理。这意味着你可以像过去一样，自由地使用pip install命令安装任何Python包，而这些包将安装到当前pyenv激活的Python版本对应的环境中，完全独立于系统Python。
例如，安装setuptools：
pip install setuptools
你也可以验证pip的路径：
$ which pip /home/youruser/.pyenv/shims/pip
通过这种方式，你的日常开发和包管理都将在一个完全隔离且用户可控的环境中进行，彻底解决了PEP 668带来的限制。
注意事项与最佳实践
- 避免使用--break-system-packages： 尽管错误信息提示可以通过--break-system-packages来强制安装，但强烈不建议这样做。这可能导致系统Python环境被破坏，进而影响操作系统的稳定性。
-
结合虚拟环境（venv）： 即使使用了pyenv，在具体的项目开发中，仍然推荐为每个项目创建独立的venv虚拟环境。pyenv负责管理Python解释器版本，而venv则在此基础上为项目提供更细粒度的依赖隔离。例如：
pyenv global 3.11.8 # 确保当前Python版本是你想要的 python -m venv my_project_venv source my_project_venv/bin/activate pip install -r requirements.txt
- 定期更新pyenv： 保持pyenv及其插件（如pyenv-doctor、pyenv-update）的最新状态，以获取最新的功能和兼容性修复。
- 考虑其他工具： 除了pyenv，conda（或其轻量级版本miniconda/mambaforge）也是一个非常强大的环境管理工具，尤其适合数据科学领域，它不仅管理Python版本，还能管理非Python的二进制依赖。选择哪个工具取决于个人偏好和项目需求。
总结
PEP 668的实施是Linux发行版维护系统稳定性的重要举措，但它确实改变了用户管理Python环境的习惯。通过采纳pyenv这类Python版本管理工具，用户可以优雅地绕过“外部管理环境”的限制，构建完全独立、可控且不影响系统稳定的个人Python开发环境。这不仅恢复了用户自由安装包的能力，也提供了一种更专业、更灵活的Python环境管理方式。
