Debian 系统上捉摸不定的 Python

在上周的周记中我记了一句：

pdm 提了几个 issue，都和 debian 系统的 python 有关，i hate it

本文是对这句话的一个扩展。作为一个 Python 打包工具的开发者，非常痛恨 Debian 系统，所以我在回复 laixintao 时说道： Python 打包系统的混乱，Debian 系统是要居大功的。其实不止 Debian 是如此，下面开始吐槽，非常不严谨，吐槽完我就跑。

Python 中的 Install Scheme#

Install Scheme 的概念，中文大概是翻译成「安装蓝图」？意思就是提供了一个路径的集合，告诉 Python 包的安装器（如 pip），什么文件应该放到哪个路径下。本文只打算讨论 purelib 和 platlib，也就是 Python 库应该放到哪里。Install Scheme 可以通过以下函数获得：

import sysconfig
install_paths = sysconfig.get_paths()
print(install_paths['purelib'])

正常情况下，比如我之前的文章提到的一样，Python 库是放到：

Posix: $path_prefix/lib/pythonX.Y/site-packages
Windows: $path_prefix/Lib/site-packages

$path_prefix 是 Python 解释器所在的路径前缀。在这里我们先请优秀学生 Windows 回到座位上，来说说 Posix 的问题，比如 Python 路径是 /usr/bin/python3.9，那么 /usr 是路径前缀，上述路径则变为 /usr/lib/python3.9/site-packages。

Debian：事实并非如此#

基本所有的 Linux 发行版都会自己打包 Python 库，他们不信任 PyPI，所有用到的 Python 库都拿源码下来，自己打包。那问题来了，那么多 Python 包，那么多 Python 版本，怎么打，怎么安装？他们发现了一点：纯 Python 库是比较兼容的，不需要每个 Python 版本都打一个包，只需要整个 Python 3 打一个包就可以了，所以有 python3-pip, python3-requests 这种命名方式的包。安装的时候，也把它们放在一个地方，所有 Python 3 版本都可以用。其他不是纯 Python 的包，再分版本存放。（这段是我臆想，不严谨）

所以，在 Debian 上，就有了下面三个路径存放 Python 库：

/usr/lib/python3/dist-packages 放 apt 安装的纯 Python 库
/usr/lib/python3.9/dist-packages/ 放 apt 安装的带扩展的 Python 库
/usr/local/lib/python3.9/dist-packages/ 放 pip3 安装的 Python 库

这属于自己的设计了，那么就需要改安装库和导入库的逻辑。Debian 维护了一系列的补丁来干这件事，改完之后，sys.path 会包含上面三个路径，site-packages 的路径从中去除了，而 pip3 也会安装包到第三个路径。所以要记住，发行版上自带的 Python 和 pip 都是特制的，你用从官网和 PyPI 上下载的去替换是会出问题的。

OK，这没问题，也能接受，反正你自己魔改自己发布到 apt，只要闭环了用户是感知不到变化的。但问题是，这些补丁是不完备的！。为了改默认的 sys.path，Debian 只修改了 site 模块，以及 distutils¹ 模块，而没有修改上面的 sysconfig 模块，而 distutils 模块已经在 PEP 632 里被 Deprecated 了，官方推荐的替代就是 sysconfig。这个问题随着 Python 3.10 的发布而暴露了出来，Debian 的维护者也意识到这个问题，最新的补丁里已经修改了 sysconfig，但不是很小心，造成了一些回归问题。这样的后果就是，如果用户切换发行版的不同版本，以及 Python 3.10 或 3.10 以下，这个 Install Scheme 安装到哪里完全捉摸不定，不可预测，那么包管理器就很难做了（还能怎样，当然是原谅（兼容）啊，难道威胁用户，不许用 apt 的版本吗？）

到底有多捉摸不定？#

我做了一个测试，分别测试 Python 3.9 和 3.10，以及 pip 使用 apt 的版本和 get-pip.py 安装的版本，在旧版本 Debian² 和 debian:testing 中获取 Install Scheme 的值。

Image	Python 3.9	Python 3.10
ubuntu	`sysconfig`: 未修改 `site`: 已修改 `distutils`: 已修改 `get-pip.py` 安装的 `pip` 把库安装到 `site-packages`下	`sysconfig`: 已修改³ `site`: 已修改 `distutils`: api 已移除 `get-pip.py` 安装 `pip` 失败
debian	`sysconfig`: 未修改 `site`: 已修改 `distutils`: 已修改 `get-pip.py` 安装的 `pip` 把库安装到 `site-packages`下	`sysconfig`: 已修改 `site`: 已修改 `distutils`: 已修改 `get-pip.py` 安装的 `pip` 把库安装到 `dist-packages`下

这里已修改是指返回 dist-packages 的路径，而未修改是指返回 site-packages 的路径。测试脚本见仓库。

可以看到在 Python < 3.10 上虽然补丁不完备，行为倒还是统一的，但在 Python 3.10 上就出幺蛾子了，简直就是一团乱麻，Python 环境太难了。

Bonus: MacOS 上的 Python，取决于它是不是 framework，安装路径也有区别，但这已经在 CPython 的标准库中得到支持，不是用补丁方式解决的。所以大家对下面这个主张没有异议了吧：

Windows 上的 Python 环境是最清爽干净的。

如何避坑？#

两条建议：

如果要在容器中使用 Python，用 python 系列的镜像。那里面的 Python 是标准化的，不是特制的。
如果用户系统是 Debian 系，不要在系统路径中安装包，对，--user 都不行，甚至 python3-pip 都不要装以绝后患。而应该使用虚拟环境（python3-venv 包）和 pipx。或者用 PDM 或 Poetry 这种包管理工具。因为只有在虚拟环境中，Python 库的安装路径永远是 site-packages，无论在哪个系统上。

一些 GitHub issues#

distutils.sysconfig 中也包含一些和 sysconfig 模块中作用类似的函数。 ↩
因为 deadsnakes ppa 只支持 ubuntu，我在这里用的其实是 ubuntu:focal 镜像。 ↩
在 focal 上没有 Python 3.10 的系统包，所以这里是从 deadsnakes ppa 安装的。 ↩

Python 中的 Install Scheme#

Debian：事实并非如此#

到底有多捉摸不定？#

如何避坑？#

一些 GitHub issues#

Footnotes#