本文深入探讨Python中Modules的概念，包括其目的、编译与缓存机制、dir()函数的使用、作为脚本执行的特点及查找路径。此外，详细介绍了Pip的安装、卸载、升级功能，以及配置选项，覆盖了wheel格式安装、本地安装和requirement file的使用。
Modules
对module的理解
和Java中一个类就是一个文件不同（当然不考虑内部类），python中一个.py文件可以包含多个class。Modules的目的是代码的划分、管理以及代码重用。一个module是一个包含了定义和代码的文件，个人认为module包含了针对功能的相关代码，在一个module中可以存在多个类、函数甚至是需要预执行的脚本。
compile&cache
为了加快加载速度python会缓存.py文件，在__pycache__指定的目录中缓存文件按照“module.version.pyc”的名称保存，其中version部分是python的版本信息，这样使得不同版本的缓存可以共存。在引入module时python会检查是否存在缓存和缓存版本是否过期。但是以下两种情况，python不会加载缓存文件：- command line中执行python时每次都会重新编译，不会尝试加载。
- 不存在源文件时，python不会直接从缓存中加载*.pyc文件。
dir
dir(）是python中内置的命令返回一个字符串数组，可以用来查看一个module声明的名称。通过dir(module_name)查看一个module声明的名称，不提供参数的情况下会返回当前文件的声明信息。
作为脚本执行
module本身就可以作为python脚本执行，命令行中通过python module.py可以直接执行module，除此以外在import时如果被引入的module中有独立的代码（即不是class或者function的定义）也会被执行。如果希望只在作为独立脚本是被执行，可以写成如下：
if __name__ == '__main__':
print('your code.')
Module的查找路径
python会通过两个地方查找被引入的module——builtins和sys.path。builtins是python内置的标准函数库，可能因不同的平台而有所不同，sys.path则分为项目目录和PYTHONPATH两部分。当一个module被引入时，python先查找builtins，如果没有找到则尝试在当前目录查找，如果仍然没有则查找PYTHONPATH也就是python的site-package目录。因此如果在项目目录中声明了和PYTHONPATH中同名的module，那么项目目录中的module会优先加载。
与package关系
python中的package就是代码在的目录路径，通过"."的表达式标识。在pythong中可以通过from aaa.bbb import ccc和import aaa.bbb.ccc或者fromaaa import bbb.ccc来达到引入ccc的目的，不同之处是import之后的内容在使用时需要提供全名称，也就是上述三种写法在使用时分别要调用：ccc.fun()、aaa.bbb.ccc.fun()、bbb.ccc.fun()。
package所在的目录需要包含一个空文件__init__.py来表明这个是一个python package，同时在__init__.py文件中可以声明一些描述性的代码来变更package的特性。比如针对import *的__all__，正常情况下我们写from aaa.bbb import *会引入位于aaa/bbb目录下的所有modules——这是一个不好的实践，因为有些东西可能会有副作用。特别的如果某个package下有你明确不希望被引用的py文件，可以通过__all__明确说明哪些是希望引入的，这样在python处理import *时会忽略掉不在__all__列表的内容。如下面的__init__.py指明了在import *时只有persons这个module会被引入。
__author__ = 'Administrator'
__all__ = ['persons',]
Pip
pip是用于安装PyPI中所列出的package的工具。PyPI即Python Package Index，是python提供的一个lib的在线仓库类似于Java的maven。pip的功能包括几方面：安装、卸载、升级、查看和本地安装、配置。
Install、List、Local Install、Search
pip用于安装package的命令install，使用命令pip install somepackage完成安装。一般情况下pip会选择最新的版本安装，可以通过参数version指定希望的package版本。除了单个package的安装pip还可以通过requirement file进行批量安装，命令：pip install -r requirement.txt。requirement file本身就是一个包含多个package列表文本文件，并且可以接受version等参数。使用requirement file的目的包括：
- 可重复安装，对于团队的生产环境需要安装统一的配置，可以直接用requirement file搞定。
- 解决依赖，pip默认安装最新的版本，但是多个package之间可能需要特定的版本来相互配合，可以把构建好的环境整理成requirement file。
- 安装特定的版本，比如新的版本可能引入了bug或者冲突，所以使用requirement file来指定一个版本。
- 自定义源文件的安装，软件中存在bug并且你已经等不及原作者去修复了。你自己修复后可以使用requirement file指定某一package从特定路径安装。
pip还支持wheel格式的安装，wheel是一种package的压缩格式要比通过源码的安装快速，默认情况下pip优先选择wheel格式安装，只有在无法找到wheel文件时才会从源文件安装。wheel是pip的一个模块，通过一下命令可以把源文件打包成wheel和从指定wheel文件安装package：
#打包
pip wheel --wheel-dir=/your_wheel_directory -r requirement.txt
#安装
pip install --no-index --find-links=/your_wheel_directory -r requirement.txt
#下载
pip install --download <DIR> -r requirements.txt
#安装
pip install --no-index --find-links=[file://]<DIR> -r requirements.txt
#查看已经安装的package
pip list
#查看过期的package
pip list --outdated
#查看某个package的详细
pip show Django
Uninstall、Upgrade
需要删除一个package使用命令pip uninstall package_name即可，同样的需要升级一个package也可以通过命令pip upgrade package_name实现。需要注意的是pip的upgrade命令是递归的，也就是新版本的package所依赖的sub_package如果有新版也会被同时更新，即便现有的版本已经满足需求，不希望递归更新时使用命令：pip install --upgrade --no-deps SomePackage
pip install SomePackage
Configuration
不同的操作系统平台pip的安装文件位置有所不同，Linux和MacOS中位于%HOME%/pip/pip.conf，Windows下位于%HOME/pip/pip.ini。pip的配置可以分为两个作用范围：整体和子命令。比如：
[global]
timeout = 60
[freeze]
timeout = 10
#设置环境变量
export PIP_DEFAULT_TIMEOUT=60
#命令行参数
pip --default-timeout=60 [...]
- timeout：设置超时时间
- index-url：指定PyPI的基路径。
- find-links <url>：设置package所在的路径，如果url执行html文件那么解析这个文件，如果url是"file://"那么在url指定目录的文件列表里查找。
- no-index：忽略index，只在find-links时使用。
- ignore-installed：强制安装，即便已经安装了。
- no-deps：忽略依赖关系。
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