pyenv, virtualenv, pipenv, poetry の概要

概要
各ツールの対応範囲
pyenv の主要操作（Python のバージョン管理）
パッケージ管理ツール別の主要操作
ツール別のパッケージの管理
pipenv と poetry の違い

概要

開発者間で開発環境を合わせようとするときに気を付けるべきこととして、大きく以下の 2 つの事柄があります。

言語のバージョン
ライブラリのバージョン

ここでは、Python で開発をする際に、上記 2 点を整えるためのツールの pyenv*1, virtualenv*2, pipenv*3, poetry*4 の概要を紹介します。

各ツールの対応範囲

各ツールのできることについて、以下の表にまとめます。パッケージは pandas や pytest など、いわゆるライブラリやモジュールと呼ばれる対象を指します。

	Python の切り替え	パッケージの切り替え	パッケージのインストール	パッケージのビルド・公開
pyenv	✔
virtualenv		✔
pipenv		✔	✔
poetry		✔	✔	✔

対応表からも分かるように、Python のバージョンを整えるツール（pyenv）とパッケージとその依存関係のバージョンを整えるツール（virtualenv, pipenv, poetry）があります。それぞれ役割が異なるため、 pyenv + virtualenv, pyenv + pipenv , pyenv + poetry のように組み合わせて使用されることが多いです。

pyenv の主要操作（Python のバージョン管理）

コマンド	説明
pyenv versions	インストール済みの Python のバージョンを表示する
pyenv install --list	インストール可能な Python のバージョン一覧を表示する
pyenv install X.X.X	指定したバージョンの Python をインストールする
pyenv uninstall X.X.X	指定したバージョンの Python をアンインストールする
pyenv global X.X.X	指定したバージョンの Python をディレクトリに渡って使用できるようにする
pyenv local X.X.X	特定のディレクトリ（カレントディレクトリ）でのみ、指定したバージョンの Python を使用できるようにする

パッケージ管理ツール別の主要操作

仮想環境（シェル）への入り方

ツール	コマンド
virtualenv	source env/bin/activate
pipenv	pipenv shell
poetry	poetry shell

virtualenv を使用する際は、シェルに入る前に以下コマンドで事前に環境を作成する必要があります。

python -m venv env

※ env は任意の名前を指定可能。表の env/bin/activate は上記コマンドを実行した際の例を示す。

パッケージを指定してインストール

tool	command
virtualenv	pip install PACKAGE_NAME
pipenv	pipenv install PACKAGE_NAME
poetry	poetry add PACKAGE_NAME

パッケージを requirements.txt, Pipfile, project.toml からインストール

tool	command
virtualenv	pip install -r requirements.txt
pipenv	pipenv install
poetry	poetry install

パッケージを .lock ファイルからインストール

tool	command
virtualenv	-
pipenv	pipenv sync
poetry	poetry install

Either way, running install when a poetry.lock file is present resolves and installs all dependencies that you listed in pyproject.toml, but Poetry uses the exact versions listed in poetry.lock to ensure that the package versions are consistent for everyone working on your project.

poetry install コマンドを実行すると .lock ファイルが存在していれば、 .lock ファイルをもとに厳密なバージョンの依存関係をインストールします*5。 pipenv の場合、同等の操作を行いたい場合は pipenv sync コマンドを使用します。

パッケージと依存関係のアップデート

tool	command
virtualenv	pip install -U PACKAGE_NAME (パッケージ毎にアップデートして requirements.txt を更新する)
pipenv	pipenv update
poetry	poetry update

ツール別のパッケージの管理

インストールすべきパッケージをファイルから読み取り、 install コマンドで一括でインストールすることができます。ファイルは、requirements.txt, Pipfile, pyproject.toml などがあり、ツールごとに名前が異なります。

上記のファイルには、希望するパッケージとそのバージョンを記載します。バージョンは、厳密に指定することもできますし、X.X.X 以上、Y.Y.Y 以下の様な指定も可能です。

以降で示すファイルは、それぞれのツール毎に pytest をインストールした際の例です。

virtualenv

パッケージは requirements.txt で管理します。

attrs==22.1.0
iniconfig==1.1.1
packaging==21.3
pluggy==1.0.0
py==1.11.0
pyparsing==3.0.9
pytest==7.1.3
tomli==2.0.1

pipenv

パッケージは Pipfile, Pipfile.lock で管理します。

Pipfile

[[source]]
url = "https://pypi.org/simple"
verify_ssl = true
name = "pypi"

[packages]
pytest = "*"

[dev-packages]

[requires]
python_version = "3.8"

Pipfile.lock

{
      "default": {
...
        "pytest": {
            "hashes": [
                "sha256:1377bda3466d70b55e3f5cecfa55bb7cfcf219c7964629b967c37cf0bda818b7",
                "sha256:4f365fec2dff9c1162f834d9f18af1ba13062db0c708bf7b946f8a5c76180c39"
            ],
            "index": "pypi",
            "version": "==7.1.3"
        },
...
}

.lock ファイルとは

全てのライブラリのバージョンを揃えるために作成されるファイルです。

例えば、Pipfile には希望するパッケージとそのバージョンが記載され、Pipfile.lock には実際にインストールされた（依存関係を含む）ライブラリのバージョンが厳密に記載されます。

pipenv sync を実行する際には、Pipfile.lock ファイルが参照されます。そのため、依存関係を含む全てのライブラリのバージョンを揃えることができます。

poetry

パッケージは pyproject.toml, poetry.lock で管理する。

pyproject.toml

[tool.poetry]
name = "project-poetry"
version = "0.1.0"
description = ""
authors = ["name"]
readme = "README.md"
packages = [{include = "project_poetry"}]

[tool.poetry.dependencies]
python = "^3.8"
pytest = "^6.0"


[build-system]
requires = ["poetry-core"]
build-backend = "poetry.core.masonry.api"

poetry.lock

...

[[package]]
name = "pytest"
version = "6.2.5"
description = "pytest: simple powerful testing with Python"
category = "main"
optional = false
python-versions = ">=3.6"

[package.dependencies]
atomicwrites = {version = ">=1.0", markers = "sys_platform == \"win32\""}
attrs = ">=19.2.0"
colorama = {version = "*", markers = "sys_platform == \"win32\""}
iniconfig = "*"
packaging = "*"
pluggy = ">=0.12,<2.0"
py = ">=1.8.2"
toml = "*"

[package.extras]
testing = ["argcomplete", "hypothesis (>=3.56)", "mock", "nose", "requests", "xmlschema"]

...

[metadata.files]
...
pytest = [
    {file = "pytest-6.2.5-py3-none-any.whl", hash = "sha256:7310f8d27bc79ced999e760ca304d69f6ba6c6649c0b60fb0e04a4a77cacc134"},
    {file = "pytest-6.2.5.tar.gz", hash = "sha256:131b36680866a76e6781d13f101efb86cf674ebb9762eb70d3082b6f29889e89"},
]