Python wheel文件详细介绍

1. wheel介绍

.whl文件(WHL file)也称为轮子(wheel)，这是用于python分发(distribution)的标准内置包格式(standard built-package format)。它包含安装所需的所有文件和元数据(metadata)。.whl文件使用zip进行压缩。.whl文件还包含有关此wheel文件支持的Python版本和平台的信息。.whl文件格式是一种即装即用格式(ready-to-install format)，允许在不构建源代码分发(without building the source distribution)的情况下运行安装包。

.whl文件本质上是zip文件，这些.whl文件可以使用解压缩选项(unzip option)或标准解压缩软件应用程序(如WinZIP和WinRAR)解压缩。

.whl文件按照以下约定命名：

{dist}-{version}(-{build})?-{python.version}-{abi}-{platform}.whl

如果我们之前使用pip安装过Python包，那么我们的系统上很可能已经有轮子(wheel)被安装过。pip是安装wheel的包管理器。

我们可以通过pip安装已下载的.whl文件：pip install <filename>.whl ，安装包后，我们可以执行Python shell并尝试导入包：import whl_dist_name

wheel的直接好处是我们与其他人共享我们的包，他们不必担心构建它。他们只需pip install后即可使用该软件包。它也是一个更小的共享文件(与所有源代码相比)，安装速度更快，因为它不需要运行安装脚本。

2. wheel的类型

(1).universal wheel：包含py2.py3-none-any.whl。它在任何操作系统和平台上都支持Python 2和Python 3。

(2).pure-python wheel：包含py3-none-any.whl或py2-none-any.whl。它支持Python 3或Python 2，但不能同时支持两者。它在其它方面与universal wheel相同，但它会被标记为py2或py3而不是py2.py3标签。

(3).platform wheel：支持特定的Python版本和平台。

3. 创建wheel

(1).将所有模块(python脚本)、包(包含模块的文件夹/目录)保存在父目录中。随意命名根目录，通常与项目相关。

(2).最好创建一个空的名为__init__.py文件，并将此__init__.py文件放在所有包目录和子包目录下。无需将其保存在根目录中。

(3).创建一个名为setup.py的文件并将其放在根目录中。此脚本的内容至少应包括：distribution name, version number, and list of package names

(4).转到你可以运行python和pip命令的命令提示符。在命令提示符下更改目录并导航到放置setup.py的项目的根目录，执行以下命令：扩展名为.whl的文件将在根目录下自动创建的子目录中创建，名为dist。

wheel中并不包含setup.py，wheel不必运行setup.py脚本。

注：需提取安装wheel setuptools: pip install wheel setuptools，在conda中默认是安装的

python setup.py bdist_wheel --universal # universal wheel
python setup.py bdist_wheel # pure-Python wheel

这里通过conda在虚拟环境base下创建一个wheel，取名为testwheel目录组织结构如下所示：

setup.py内容如下：

import setuptools
setuptools.setup(
    name="testwheel",
    version="1.0.0",
    author="fengbingchun",
    author_email="fengbingchun@163.com",
    description="test wheel",
    packages=setuptools.find_packages(),
    url="https://github.com/fengbingchun",
    license="MIT",
    python_requires=">=3.8"
)

testwheel目录下的__init__.py是个空文件，math目录下的__init__.py内容如下：

from .math_add import *
from .math_sub import *

math_add.py内容如下：

def add3(a, b, c):
    print("call add operation: three parameters ...")
    return (a+b+c)
def add2(a, b):
    print("call add operation: two parameters ...")
    return (a+b)

math_sub.py内容如下：

def sub3(a, b, c):
    print("call sub operation: three parameters ...")
    return (a-b-c)
def sub2(a, b):
    print("call sub operation: two parameters ...")
    return (a-b)

执行如下命令生成wheel，此wheel仅限于在Python3上执行，将终端定位到setup.py目录下

执行完上述命令后会产生3个新的目录，build, dist, testwhell.egg-info，各个目录的内容如下所示，生成的whell在dist目录下，全名为testwheel-1.0.0-py3-none-any.whl，只需将此文件分发出去，其他人安装后即能使用。

4. 导入使用wheel

如果你想在项目中安装已经安装过的wheel文件，需要更新此wheel的版本号。如果版本号保持不变，pip将不会安装它。或者先卸载已安装的whell: pip uninstall testwheel

通过conda新建一个虚拟环境testwheel，用来测试上面生成的testwheel-1.0.0-py3-none-any.whl，将终端定位到其它的test目录下，并将生成的wheel文件拷贝到此目录下，安装，执行结果如下图所示：

会将此wheel安装到anaconda3/envs/testwheel/lib/python3.8/site-packages/目录下，如下图所示：

在tmp下添加一个test.py文件，用于测试wheel，内容如下：

from testwheel.math import math_add, math_sub
a, b, c = 10, 5, 2
print("add3:", math_add.add3(a, b, c))
print("add2:", math_add.add2(a, b))
print("sub3:", math_sub.sub3(a, b, c))
print("sub2:", math_sub.sub2(a, b))
print("test finish")

执行结果如下所示：可见正确的调用了wheel中的接口

如果需要反复的调整wheel的内容，需要反复的测试，又不想修改version number，一种方法是可先卸载已安装的wheel，然后再次安装新的wheel，如下图所示：也可使用--force-reinstall

GitHub传送门

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