Python 版本管理工具的主要作用是帮助开发者在同一台机器上管理多个 Python 版本和环境。这对于开发和部署不同项目非常有用，因为不同项目可能依赖不同的 Python 版本或者不同的包版本。具体来说，Python 版本管理工具应有以下功能：

（1）避免依赖冲突，不同的项目可能依赖不同版本的库，使用版本管理工具可以创建独立的虚拟环境，避免依赖冲突。

（2）简化开发流程，开发者可以轻松地在不同的 Python 版本之间切换，而不需要重新安装或配置 Python。

（3）便于部署，减少冲突。在开发环境中使用与生产环境相同的 Python 版本和依赖，可以减少部署时出现的问题。

（4）共享环境配置，提高开发环境一致性。可以将环境配置文件（如 requirements.txt 或 pyproject.toml）共享给团队成员，确保大家使用相同的开发环境。

一、工具选择

常见的管理工具有 Pyenv 和 Conda。Pyenv 是当前最流行的 Python 版本管理工具，支持多种 Python 版本，如 CPython、Anaconda、PyPy 等，功能全面且简单易用。Conda 最初由 Anaconda, Inc. 开发，主要用于 Python 和 R 编程语言的软件包（含 Python）及环境管理，特别适合跨平台、多语言项目，Python 版本管理只是其一小部分功能，若仅用于管理 Python 版本，Conda 有些大材小用，且系统较复杂、学习成本略高。相比之下，Pyenv 是常规项目 Python 版本管理的最优选择。

以下详细介绍 Pyenv 的使用方法。

二、Pyenv 安装

建议： 先卸载系统内置的 Python，否则可能导致 pyenv 设置不生效。

1. Windows

pyenv 本身是为 Unix 系统设计的。你可以使用 pyenv-win 这个项目，它是 pyenv 的 Windows 版本。

你需要在 PowerShell 中执行以下命令安装 pyenv-win：

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Invoke-WebRequest -UseBasicParsing -Uri "https://raw.githubusercontent.com/pyenv-win/pyenv-win/master/pyenv-win/install-pyenv-win.ps1" -OutFile "./install-pyenv-win.ps1"; &"./install-pyenv-win.ps1"

重新打开 PowerShell，运行 pyenv –version 检查安装是否成功。

2. Linux

你可以使用以下命令来安装 pyenv：

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curl https://pyenv.run | bash

之后再将 pyenv 配置到环境变量中并使之生效，执行如下命令：

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echo 'export PYENV_ROOT="$HOME/.pyenv"' >> ~/.bashrc 
echo 'command -v pyenv >/dev/null || export PATH="$PYENV_ROOT/bin:$PATH"' >> ~/.bashrc 
echo 'eval "$(pyenv init -)"' >> ~/.bashrc 
source ~/.bashrc

上述配置仅能使 pyenv 在 bash 环境生效，更多 shell 环境配置请参考：Set up your shell environment for Pyenv。配置的本质在于将$PYENV_ROOT 下的 shims 和 bin 目录配置到 PATH 变量中，且 shims 需配置在前。配置后的 PATH 如下：

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三、Pyenv 基本用法

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pyenv

pyenv install --help

pyenv version

python -c "import sys; print(sys.executable)" 

pyenv versions 

pyenv version 

pyenv install --list

pyenv install 3.9.1 

python --version

pyenv uninstall 3.9.1

pyenv global 3.9.1 

pyenv local 3.9.1 

pyenv shell 3.9.1

pyenv which python 

pyenv rehash

Python 安装常见问题，可参考：Python common build problems

四、Pyenv 核心原理 -Shims

pyenv 通过 Shims 实现了对不同 Python 版本的透明管理和切换。

1. 工作原理

上述环境配置中，在 PATH 环境变量最前面插入一个 shims 目录，$(pyenv root)/shims:$(pyenv root)/bin:/usr/local/bin:/usr/bin:/bin。通过一个称为 rehashing 的过程，pyenv 在该目录中维护垫片，以匹配每个已安装的 Python 版本中的每个 Python 命令，如： python、pip 等。

Shims 是轻量级可执行文件，它只是将你的命令传递给 pyenv。因此，在安装了 pyenv 的情况下，当你运行 pip 时，你的操作系统将执行以下操作：

（1）搜索 PATH 环境变量，寻找 pip 可执行文件

（2）在 $(pyenv root)/shims 中找到 pip

（3）运行名为 pip 的 shim，它将命令传递给 pyenv

2. 作用

（1）通过使用 Shims，pyenv 可以实现对不同项目使用不同 Python 版本的灵活管理，而不需要手动修改环境变量或路径。

（2）你可以方便地在全局、目录级别甚至是 shell 会话级别设置或切换 Python 版本，极大地方便了开发和测试工作。

3. 示例

（1）假设你在项目 A 中使用 Python 3.8，而在项目 B 中使用 Python 3.9。通过 pyenv 和 Shims，你可以在项目目录中分别设置 Python 版本：

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pyenv local 3.8.10 

pyenv local 3.9.5

（2）当你在项目 A 目录中运行 python 命令时，Shims 会确保调用的是 Python 3.8.10，而在项目 B 目录中则会调用 Python 3.9.5。

通过这种方式，Shims 实现了对不同 Python 版本的透明管理和切换。

五、Pyenv 初始化操作源码解读

1. pyenv init -

用于初始化 pyenv，使其在当前 shell 会话中工作。运行后，执行如下命令（相关说明附在注释中）：

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PATH="$(bash --norc -ec 'IFS=:; paths=($PATH); 
for i in ${!paths[@]}; do 
if [[ ${paths[i]} == "''/root/.pyenv/shims''" ]]; then unset '\''paths[i]'\''; 
fi; done; 
echo "${paths[*]}"')" 



export PATH="/root/.pyenv/shims:${PATH}"

export PYENV_SHELL=bash

source '/root/.pyenv/libexec/../completions/pyenv.bash' 

command pyenv rehash 2>/dev/null




pyenv() {
  local command
  command="${1:-}"
  if [ "$#" -gt 0 ]; then
    shift
  fi

  case "$command" in
  activate|deactivate|rehash|shell)
    eval "$(pyenv "sh-$command" "$@")"
    ;;
  *)
    command pyenv "$command" "$@"
    ;;
  esac
}

2. pyenv init –path

用于设置 PYENV_ROOT 环境变量，使得 pyenv 可以找到安装的 Python 版本。pyenv init - 包含 pyenv init --path 操作。

sh 或 bash 环境运行后，执行如下命令（相关说明附在注释中）：

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PATH="$(bash --norc -ec 'IFS=:; paths=($PATH); 
for i in ${!paths[@]}; do 
if [[ ${paths[i]} == "''/root/.pyenv/shims''" ]]; then unset '\''paths[i]'\''; 
fi; done; 
echo "${paths[*]}"')"

export PATH="/root/.pyenv/shims:${PATH}"

command pyenv rehash 2>/dev/null