[Python] pipenv 등장배경, 설치, 패키지 관리 방법

🔭 포스팅 개요

pipenv는 파이썬에서 공식으로 권장하는 패키지 관리 툴로써 무엇보다 편리하고 안정적으로 패키지 관리가 가능하기 때문에 가상환경 사용 시 가장 추천하는 툴입니다. 본 포스팅에서는 pipenv의 등장 배경과 장점부터 설치하고 사용하는 방법까지 알아봅니다.

📚 목차

1. pipenv 등장 배경
    1.1.  Summary
    1.2.  상세 설명
        1.2.1.  pip
        1.2.2.  가상환경 모듈
2.  pipenv 소개
3.  pipenv 설치
4.  가상환경 생성
5.  가상환경 실행
6.  가상환경에서 주피터 노트북 실행
7.  Pipfile 파일 소개
8.  패키지 설치
9.  Pipfile.lcok 파일 소개
10.  가상환경 비활성화
11.  가상환경 삭제
12.  pipenv 모듈 기능

1. pipenv 등장 배경

1.1. Summary

결론부터 말씀드리자면, pipenv는 pip와 가상환경 모듈의 2가지 문제점을 보완하기 위해 등장하였습니다.

1) pip를 활용하여 패키지를 일일이 설치하기 번거롭다.
2) 기존 가상환경 모듈들의 패키지 버전 관리 방법은 항상 안정적인 버전 관리를 보장하지 않는다.

1.2. 상세 설명

그럼 이제 조금 더 자세히 pipenv 등장 배경에 대해 알아보겠습니다. 파이썬을 사용하려면 반드시 2가지 툴인 pip와 가상환경을 사용합니다. 각각의 개념과 문제점에 대해 알아봅니다.

1.2.1. pip

먼저, pip는 파이썬 패키지 설치를 위해 사용하는 툴입니다. pip로 패키지를 설치할 때는 2가지 문제가 있습니다. 첫 번째 문제점은 프로젝트별로 패키지 버전 관리가 어렵다는 것입니다. 파이썬은 인터프리터 버전마다 같은 패키지를 공유합니다. 따라서 같은 인터프리터 버전을 사용하는 모든 프로젝트는 같은 버전의 패키지를 사용할 수밖에 없기 때문에 여러 프로젝트를 진행하는 데 어려움이 있습니다. 더욱 자세한 설명은 이곳을 참고해 주세요. 두 번째 문제점은 패키지 설치의 번거로움입니다. 프로젝트를 시작할 때마다 여러 패키지를 일일이 설치하는 것은 여간 번거롭고 불필요한 시간 소모를 유발합니다.

1.2.2. 가상환경 모듈

pip만을 활용한 패키지 관리의 문제점을 해결하기 위해 가상환경 모듈이 등장합니다. 가상 환경은 프로젝트마다 격리된 환경(즉, 가상 환경)으로써 프로젝트별로 패키지 관리가 가능합니다. 예를 들어, Python 3.7.4 버전을 사용하는 A, B 프로젝트가 있다고 가정하겠습니다. 가상환경을 사용하면 A 프로젝트의 pandas 패키지는 1.4.1 버전을 사용하고, B 프로젝트에서는 1.4.0 버전이 pandas를 문제없이 사용할 수 있습니다.
파이썬 가상환경 모듈에는 virtualenv, venv, anaconda, pyvenv 등으로 다양하죠. venv를 예를 들어 설명드리겠습니다. 앞서 pip를 통해 프로젝트마다 패키지를 일일이 설치하는 것은 번거로울 뿐만 아니라 시간 소모가 크다고 말씀드렸습니다. 이를 개선하기 위해 venv 모듈에는 requirement.txt라는 패키지 버전 관리 도구가 있습니다. 프로젝트에 설치된 패키지 목록과 버전을 해당 텍스트 파일에 자동으로 기록해 주는 도구입니다.
하지만, requirement.txt에 버전을 명시하지 않고 작성했다면, 이를 활용하여 패키지를 설치할 때 같은 버전의 패키지가 설치되는 것을 보장하지 않을 수 있습니다. 결국 패키지 버전 관리의 안정성 및 정확성을 보장하기 위해서는 패키지마다 정확한 버전을 일일이 기록해야 합니다. 이는 패키지 관리에 있어 또다시 번거로움과 시간 낭비를 해결하지 못한 셈입니다.

위와 같은 pip와 가상환경 모듈의 문제점을 해결하기 위해 pipenv가 등장합니다.

2. pipenv 소개

pipenv는 파이썬에서 공식으로 권장하는 패키지 관리 툴입니다. pipenv의 특징은 다음과 같습니다.

1) 패키지 설치와 가상 환경 사용을 위해 pip와 가상 환경 모듈을 따로 쓸 필요가 없다.
2) 패키지 기록 파일(e.g., venv 또는 virtualenv의 requirement.txt)로 Pipfile과 Pipfile.lock을 사용한다.
3) lock 파일의 자동 Hash(=텍스트를 임의의 암호화된 텍스트로 변환)로 안전한 버전 관리가 가능하다.
4) Dependency Graph 시각화 기능 제공(명령어: pipenv graph)
5) 패키지를 설치하면 자동으로 Pipfile 파일에 변경사항이 반영된다.

3. pipenv 설치

pipenv는 별도로 설치해야 합니다.

pip install pipenv

4. 가상환경 생성

가상환경으로 사용할 폴더를 만들고 해당 폴더 안으로 접근합니다.

mkdir 폴더이름 && cd 폴더이름

가상환경을 생성합니다. 가상환경에서 사용하실 파이썬 버전도 함께 입력해 주세요.

pipenv --python 3.x

pipenv 기반 가상환경 생성

5. 가상환경 실행

가상 환경 Shell을 실행합니다.

pipenv shell

아래와 같이 터미널 프롬프트 입력창 맨 앞에 괄호 안에 실행한 가상환경 이름이 나타나면 제대로 실행된 것입니다.

가상환경 실행 확인

6.  가상환경에서 주피터 노트북 실행

가상환경에서 주피터 노트북 또는 주피터 랩을 실행하는 방법은 아래 포스팅을 참고해 주세요!

https://heytech.tistory.com/324

[Python] Jupyter Notebook(Lab)에 가상환경 커널 추가 방법

7.  Pipfile 파일 소개

Pipfile은 해당 가상환경에 설치된 파이썬 버전, 패키지별 이름과 버전을 기록합니다. pipenv 가상환경을 설치했다면 해당은 기본적으로 설치됩니다. 패키지를 새롭게 설치하면 Pipfile.lock 파일이 생깁니다. 해당 파일에 대한 설명은 아래 8번 챕터에서 설명합니다.

8.  패키지 설치

일반적으로 pipenv 환경에서는 pipenv install 명령어로 패키지를 설치합니다.

pipenv install 패키지명

예를 들어, pandas 패키지를 설치해 보겠습니다.

pipenv install pandas

pipenv를 통해 패키지를 설치한 후, Pipfile을 열어보시면 packages 리스트에 새로운 패키지가 설치된 것을 확인하실 수 있습니다.

package 설치된 모습

packages와 dev-packages 간의 차이

잠깐, [packages]와 [dev-packages] 간의 차이는 뭘까요? 이는 Node.js에서 라이브러리 관리에 있어 dependencies와 devDependencies 간의 차이와 유사합니다. packages(i.e., dependencies)는 실제 프로그램이 동작할 때 반드시 필요한 패키지 리스트로, 프로그램을 실제 배포할 때 반드시 포함해야 하는 패키지 리스트입니다.

다음으로, dev-packages(i.e., devDependencies)는 개발이나 테스트 시 필요한 패키지 리스트입니다. 즉, 프로그램이 동작하는 데 직접적인 연관은 없으며, 개발이나 테스트 시 사용되는 패키지 리스트이기 때문에 프로그램 배포 시 해당 패키지는 포함시키지 않습니다.

정리하자면, 프로그램 빌드 시간을 줄이기 위해 꼭 필요한 패키지만 포함시키기 위해 패키지 용도를 구분해 놓은 것입니다.

9.  Pipfile.lcok 파일 소개

패키지를 새롭게 설치하면 아래와 같이 Pipfile.lock이 자동으로 생성됩니다.

패키지 설치로 인한 Pipfile.lock 파일 자동 생성

앞서 pipenv의 특징 중 하나가 패키지 등의 정보를 자동으로 Hash를 생성하기 때문에 보안 측면에서 안정성이 좋다고 말씀드렸습니다. 아래와 같이 Pipfile.lock 파일을 열어보시면 Pipfile과 다르게 텍스트가 암호화된 것을 알 수 있습니다.

Pipfile.lcok 파일: Hash 자동 생성

10.  가상환경 비활성화

가상환경이 활성화된 상태에서 exit을 입력하면 비활성화할 수 있습니다.

exit

11.  가상환경 삭제

pipenv 뒤에 --rm 옵션을 입력하면 가상환경을 삭제할 수 있습니다.

pipenv --rm

가상환경 삭제

12.  pipenv 모듈 기능

pipenv 모듈은 다양하고 유용한 기능을 지원합니다. 아래에 기능과 사용방법에 대한 메뉴얼을 공유해 드립니다. 참고하시면 되겠습니다.

pipenv 사용방법 및 기능 리스트

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오늘은 pipenv의 등장배경, 설치방법 등 여러 가지 특징에 대해 알아봤습니다.
파이썬 가상환경을 사용하신다면 고민 없이 pipenv를 사용하시는 것을 추천드립니다.
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그럼 오늘도 즐겁고 건강한 하루 보내시길 바랍니다 :)
고맙습니다.