Python源码包和二进制包（包含打包过程细节讲解）

通常来说，Python 程序包有两种类型的发行版，分别是源代码发行版和二进制（构建）发行版。

源代码发行版是最简单的，也是最不依赖于平台的，对于纯 Python 包，无需动脑选择它就行，这种发行版只包含 Python 源代码，具有高度的可移植性。

但当包中引入了用其他语言（例如 C 语言）编写的一些扩展，如果包用户的环境中有合适的开发工具链（主要包括编译器和正确的 C 头文件）的话，那么源代码发行版也是可行的。相比较而言，二进制发行版的格式可能更适合，因为它可以为特定平台提供已经构建好的扩展。

sdist发行版

sdist 命令是最简单的命令，它创建一棵分发树，其中复制了运行一个包所需要的全部内容，这棵树被归档到一个或多个存档文件中（通常只创建一个 tar 文件），这个存档基本上是源代码树的副本。

这个命令是从目标系统独立地分发一个包的最简单方法，它将创建一个 dist 文件夹，里面包含可被分发的存档。为了能够使用它，必须向 setup 传递一个额外参数以提供版本号，如果没有提供 version 值，那它默认为 version = 0.0.0，代码如下：

from setuptools import setup
setup(
    name='acme.sql',
    version='0.1.1'
)

这个版本号在升级安装时非常有用，因为每次发布包时版本号都会增加，这样目标系统就知道它发生了变化。

我们运行带有这个额外参数的 sdist 命令，代码如下：

$ python setup.py sdist
running sdist
...
creating dist
tar -cf dist/acme.sql-0.1.1.tar acme.sql-0.1.1
gzip -f9 dist/acme.sql-0.1.1.tar
removing 'acme.sql-0.1.1' (and everything under it)
$ ls dist/
acme.sql-0.1.1.tar.gz

在 Windows 中，存档其实就是一个ZIP文档。

版本被用于标记存档名称，这个存档可以在任何拥有 Python 的系统上分发并安装。在 sdist 发行版中，如果包里面包含 C 库或扩展，那么目标系统将负责编译它们。

这在基于 Linux 的系统或 Mac OS 中很常见，因为这些系统通常都会提供编译器，但在 Windows 下却并不常见。因此，如果一个包打算在多个平台中运行，那么分发时应该同时提供预构建的发行版。

bdist和wheels发行版

为了能够分发预构建的发行版，distutils 提供了 build 命令，可以通过 4 个步骤来编译包，分别是：

1. build_py：通过字节编译并将其复制到构建文件夹中，来构建纯 Python 模块。
2. build_clib：如果包中包含任何 C 库，它会利用 C 编译器在构建文件夹中创建一个静态库来构建C库。
3. build_ext：构建 C 扩展，并像 build_clib 一样将结果放在构建文件夹中。
4. build_scripts：构建被标记为脚本的模块。如果第一行被设为 !# 的话，它还会修改解释器路径并修改文件模式使其变为可执行文件。

上面每个步骤都是可以被单独调用的命令，编译过程的结果是构建一个文件夹，里面包含要安装的包所需要的全部内容。

需要注意的是，distutils 包中还没有提供交叉编译器的选项，也就是说，这些命令的结果总是针对构建时所使用的操作系统。

如果必须创建一些 C 扩展，构建过程将使用系统编译器和 Python 头文件（Python.h）。Python 从源代码构建完成之后这个包含（include）文件就是可用的了。对于打包的发行版，可能需要针对系统发行版的额外包，至少在流行的 Linux 发行版中，它通常被命名为 python-dev，其包含构建 Python 扩展所有必要的头文件。

所使用的 C 编译器是系统编译器，对于基于 Linux 系统或 Mac OS X 而言，它分别是 gcc 或 clang。对于 Windows 而言，可以使用 Microsoft Visual C++，也可以使用开源项目 MinGW，可以在 distutils 中进行相应的配置。

bdist 命令使用 build 命令来构建二进制发行版。它调用 build 和所有依赖的命令，然后用和 sdist 相同的方式创建一份存档。

我们在 Mac OS X 系统中为 acme.sql 创建一个二进制发行版，如下所示：

$ python setup.py bdist
running bdist
running bdist_dumb
running build
...
running insta1l_scripts
tar -cf dist/acme.sql-0.1.1.macosx-10.3-fat.tar
gzip -f9 acme.sql-0.1.1.macosx-10.3-fat.tar
removing 'build/bdist.macosx-10.3-fat/dumb' (and everything under it)

$ ls dist/
acme.sql-0.1.1.macosx-10.3-fat.tar.gz acme.sql-0.1.1.tar.gz

注意，新创建的存档名称中包含系统名称及其发行版本（Mac OS X 10.3）。

在 Windows 中，调用相同的命令将会创建一个特定的发行版存档，如下所示：

C:\acme.sql> python.exe setup.py bdist
...
C:\acme.sql> dir dist
25/02/2008 08:18 <DIR>          .
25/02/2008 08:18 <DIR>          ..
25/02/2008 08:24                16 055 acme.sql-0.1.Win32.zip
              1  File(s)                        16 055 bytes
              2   Dir(s)          22 239 752 192 bytes free

如果一个包里包含 C 代码，那么除了源代码发行版之外，发布尽可能多的不同的二进制发行版也很重要。至少对于那些没存安装 C 编译器的人是很重要的。

二进制版本中包含一棵可以汽接复制到 Python 树中的树，它主要包含一个文件夹，将被复制到 Python 的 site-packages 文件夹中。同时，它还可能包含缓存字节码文件（在 Python 2.x 中是 *.pyc 文件，在 Python 3.x 中是 __pycache__/*.pyc）。

另一种构建发行版是 wheel 包提供的“wheel”，安装完 wheel 后（例如使用 pip），它会向 distutils 中添加一个新的 bdist_wheel 命令。wheel 允许创建特定平台的发行版（目前仅适用于 Windows 和 Mac OS X），作为普通 bdist 发行版的替代。

设计 wheel 是为了替代早先 setuptools 引入的另一种 egg 版本，egg 现在己经过时了，所以这里不再详细介绍它。

使用 wheel 的优点相当多，在 Python Wheels 中提到的优点如下所示：

• 更快速地安装纯 Python 包和本地 C 扩展包；
• 避免安装任意代码执行（避免 setup.py）；
• 安装 C 扩展不需要 Windows 或 OS X 上的编译器。
• 允许更好的缓存，用于测试和持续集成。
• 创建 .pyc 文件作为安装的一部分，以确保它们匹配所使用的 Python 解释器；
• 在跨平台和跨机器上更一致的安装。

根据 PyPA 的推荐，wheel 应该成为默认的分发格式。但 Linux 平台特定的 wheel 还不可用，因此如果必须分发带有 C 扩展的包，那么需要为 Linux 用户创建 sdist 发行版。