python-dotenv的概念、使用示例、高级功能、最佳实践、常见问题

我将以开发者的视角为您详细介绍 python-dotenv：

一、python-dotenv 核心概念

作用：管理项目环境变量，实现配置与代码分离
核心价值：

• 🔒 保护敏感信息（API密钥、数据库密码）
• 🌀 实现开发/生产环境无缝切换
• 📁 统一配置管理入口

二、基础使用示例

1. 安装库

pip install python-dotenv

2. 创建 .env 文件

# 数据库配置
DB_HOST = "localhost"
DB_PORT = 3306
DB_USER = "admin"
DB_PASS = "pass123!"

# 功能开关
DEBUG_MODE = "True"
MAX_RETRY = "3"

3. 使用环境变量

from dotenv import load_dotenv
import os

# 加载.env文件
load_dotenv()  

# 读取配置
db_config = {
    "host": os.getenv("DB_HOST"),
    "port": int(os.getenv("DB_PORT", 5432)),  # 带默认值
    "user": os.getenv("DB_USER"),
    "password": os.getenv("DB_PASS")
}

print(f"数据库连接信息：{db_config}")

三、高级功能

1. 多环境配置

# 加载生产环境配置
load_dotenv(".env.production")  

# 根据环境切换
if os.getenv("ENV") == "dev":
    load_dotenv(".env.dev")

2. 类型转换

from dotenv import dotenv_values

config = dotenv_values() 
config = {k: int(v) if v.isdigit() else v 
          for k, v in config.items()}

3. 结合Flask使用

from flask import Flask
from dotenv import load_dotenv

load_dotenv()
app = Flask(__name__)
app.config["SECRET_KEY"] = os.getenv("FLASK_SECRET")

四、最佳实践

1. 安全规范：

   • 将 .env 加入 .gitignore
   • 使用示例文件 .env.example

   DB_HOST = "your_host"
   DB_PASS = "your_password"
   

2. 优先级规则（从高到低）：

   • 系统环境变量
   • .env 文件
   • 代码默认值

五、常见问题

Q1：为什么读取不到变量？

# 检查文件路径
load_dotenv("/absolute/path/to/.env")

# 检查变量命名
print(os.environ)  # 查看所有环境变量

Q2：如何保护已有变量？

# 不覆盖已存在的变量
load_dotenv(override=False)

Q3：如何处理布尔值？

DEBUG = os.getenv("DEBUG_MODE", "False") == "True"

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扩展内容

博客内容主体如上

下面详细说明多环境配置管理的最佳实践方案，并提供代码示例：

一、多环境配置方案设计

# 推荐的文件结构
config/
├── .env.dev       # 开发环境
├── .env.test      # 测试环境
├── .env.prod      # 生产环境
└── settings.py    # 配置加载器

二、企业级配置加载器

import os
from pathlib import Path
from dotenv import load_dotenv

class EnvManager:
    def __init__(self):
        self.env = os.getenv("ENV", "dev")  # 默认开发环境
        self.base_dir = Path(__file__).parent
        
    def load(self):
        # 加载通用配置
        load_dotenv(self.base_dir / ".env")  
        # 加载环境专属配置
        env_file = self.base_dir / f".env.{self.env}"
        if env_file.exists():
            load_dotenv(env_file, override=True)

    @property
    def db_config(self):
        return {
            "host": os.getenv("DB_HOST"),
            "port": int(os.getenv("DB_PORT", 3306)),
            "user": os.getenv("DB_USER"),
            "password": os.getenv("DB_PASS")
        }
    
    @property
    def debug_mode(self):
        return os.getenv("DEBUG") == "True"

# 初始化配置
env_manager = EnvManager()
env_manager.load()

三、环境切换策略

1. 通过环境变量切换

# 启动时指定环境
ENV=prod python app.py

2. 自动化检测（根据运行环境）

# 在EnvManager类中添加
def _detect_environment(self):
    if "SERVER_SOFTWARE" in os.environ:
        return "prod" if "Production" in os.environ else "test"
    return "dev" if "VIRTUAL_ENV" in os.environ else "prod"

四、安全增强方案

1. 敏感信息加密

from cryptography.fernet import Fernet

class SecretManager:
    def __init__(self):
        self.cipher = Fernet(os.getenv("ENCRYPT_KEY"))
    
    def decrypt(self, encrypted):
        return self.cipher.decrypt(encrypted.encode()).decode()
    
# 使用示例
secret_manager = SecretManager()
real_password = secret_manager.decrypt(os.getenv("DB_PASS_ENC"))

2. 生产环境推荐方案

# 结合AWS Secrets Manager
aws secretsmanager get-secret-value --secret-id prod/db

五、部署自动化实践

1. Docker集成

FROM python:3.9

ENV ENV=prod
COPY config/.env.prod /app/config/.env.prod

RUN pip install -r requirements.txt
CMD ["gunicorn", "app:app"]

2. CI/CD配置（GitHub Actions示例）

jobs:
  deploy:
    steps:
      - name: Inject env
        run: |
          echo "DB_PASS=${{ secrets.PROD_DB_PASS }}" >> $GITHUB_WORKSPACE/config/.env.prod

六、监控与审计方案

# 配置变更审计
def track_config_changes():
    import hashlib
    current_hash = hashlib.md5(open('.env').read().encode()).hexdigest()
    if current_hash != last_known_hash:
        alert_admin("配置变更警告！")