Python 运维（三）：使用 zipapp 将 Python 程序打包成单个可执行文件

大家好，我是水滴~~

在 Python 开发中，我们经常需要将应用程序打包成可执行文件，以便在不具备 Python 环境的计算机上运行。Python 提供了多种打包工具，其中之一就是 zipapp。zipapp 可以将 Python 应用程序及其依赖打包成一个单独的 ZIP 文件，使其能够在没有 Python 解释器的环境中执行。

本文将详细介绍 zipapp 的使用方法，并提供代码示例，希望能够帮助新手同学快速入门。

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前言

zipapp 模块是一个 Python 标准库模块，它提供了一套管理工具，用于创建包含 Python 代码的压缩文件。这些压缩文件可以直接由 Python 解释器执行，就像运行普通的 Python 脚本一样。

使用 zipapp 模块，你可以将 Python 代码和相关依赖项打包成一个自包含的压缩文件，其中包含了应用程序的所有必要组件。这样，你可以将整个应用程序作为一个单一的文件进行分发和共享，而无需用户单独安装依赖项或设置环境。

一、两种打包方式

zipapp 模块提供了两种使用方式：

• 命令行接口：你可以在命令行中直接使用 zipapp 命令来创建压缩文件。通过命令行接口，你可以指定要打包的源代码目录、输出文件的名称以及其他选项，例如入口点和依赖项等。

• Python API：zipapp 模块还提供了 Python API，可以在 Python 代码中直接使用相关函数来创建压缩文件。通过 Python API，你可以以编程方式控制压缩文件的创建过程，并根据需要自定义各种选项，例如入口点、依赖项、压缩级别等。

下面将详细介绍这两种打包方式。

二、通过【命令行接口】打包

2.1 语法结构

当使用 zipapp 模块的命令行接口来创建压缩文件时，你可以使用以下语法：

python -m zipapp <source> [-h, --help] [-o <output>, --output <output>] [-p <python>, --python <python>] [-m <main>, --main <main>] [-c, --compress] [--info]

让我们来逐个介绍这些参数的含义：

参数	含义
<source>	必需参数，指定要打包成压缩文件的源代码目录。这个目录应该包含你的Python脚本以及其他相关文件。
-h, --help	显示帮助信息并退出
-o <output>, --output <output>	指定输出压缩文件的名称。默认情况下，使用源代码目录的名称，并添加 .pyz 扩展名。
-p <interpreter>, --python <interpreter>	指定要使用的Python解释器。可以是解释器的路径或可执行命令。例如，-p D:\Python\Python311 或 -p python。默认情况下，使用当前正在运行的Python解释器。
-m <mainfn>, -main <mainfn>	指定应用程序的主函数，默认使用 __main__.py。mainfn 参数的形式应为 “pkg.mod:fn”，其中 “pkg.mod”是打包文件中的某个包/模块，“fn”是该模块中的一个可调用函数。
-c, --compress	指定是否使用默认的压缩方法对文件进行压缩。默认情况下，文件是未经压缩的存储的。
--info	显示压缩文件中的解释器信息。当你指定 --info 参数时，zipapp 将提取压缩文件中的解释器信息，并将其显示在命令行中。这对于查看压缩文件中使用的Python解释器的路径和版本非常有用。

2.2 代码示例一

现在，让我们看一个示例，演示如何使用命令行接口来创建压缩文件。

假设我们有以下目录结构：

myapp1
|-- myscript.py
|-- mymodule.py

mymodel.py代码内容：

# utils.py
import time


def greet(name):
    print(f"Hello, {name}!")
    time.sleep(2)
    print("再见~")
    time.sleep(1)

myscript.py代码内容：

from mymodule import greet


def hello():
    name = input("请输入你的名字: ")
    greet(name)


if __name__ == "__main__":
    hello()

我们想要将 myapp1 目录打包成一个可执行的压缩文件。

使用以下命令：

python -m zipapp myapp1 -m myscript:hello -o myapp1.pyz

这将创建一个名为 myapp1.pyz 的压缩文件，其中 myscript:hello 将作为入口点（即：使用 myscript.py 模块下的 hello 函数作为入口点）。你可以直接运行该文件来执行你的Python应用程序。

2.3 代码示例二

如果模块中没有 __main__.py 文件，则 -m 参数是必须；如果有该入口文件，则无需指定了。下面将演示使用默认的__main__.py 文件表示主函数的方式。

创建一个myapp2目录，并将myapp1中的两个 Python 文件拷贝到 myapp2中，最后将 myapp2 中的myscript.py重命名为 __main__.py

myapp2
|-- __main__.py
|-- mymodule.py

下面将 myapp2 目录打包成一个可执行的压缩文件，命令如下：

python -m zipapp myapp2 -o myapp2.pyz

这将创建一个名为 myapp2.pyz 的压缩文件，并默认使用 __main__.py 文件作为入口函数（要求该文件下必须有main 函数）。你可以直接运行该文件来执行你的Python应用程序。

三、通过【Python API】打包

3.1 zipapp 模块

zipapp 模块是 Python 3.5 引入的标准库，可以通过以下方式导入：

import zipapp

zipapp 模块提供了一个函数 create_archive()，用于创建 zipapp 文件。该函数的基本语法如下：

zipapp.create_archive(source, target, interpreter=None, main=None, compressed=False)

• source：要打包的源目录或源文件的路径。

• target：生成的 zipapp 文件的路径。

• interpreter：可选参数，指定要用于执行 zipapp 的 Python 解释器路径。

• main：可选参数，指定 zipapp 的入口点（main 函数）路径。

• compressed：可选参数，指定是否压缩生成的 zipapp 文件。

3.2 代码示例

我们还是使用上一节中的目录结构：

myapp1
|-- myscript.py
|-- mymodule.py
myapp2
|-- __main__.py
|-- mymodule.py

创建一个zipapp打包.py的 Python 文件，内容如下：

import zipapp

# 打包 myapp1 目录，并指定 myscript:hello 为入口函数
zipapp.create_archive("myapp1", "myapp1.pyz", main='myscript:hello')

# 打包 myapp2 目录，默认使用 __main__.py 为入口文件
zipapp.create_archive("myapp2", "myapp2.pyz")

以上代码使用了 zipapp 模块来创建压缩文件。

• 首先，通过 import zipapp 导入了 zipapp 模块。

• 第一个 zipapp.create_archive() 函数调用用于打包名为 “myapp1” 的目录，并将其保存为 “myapp1.pyz” 压缩文件。同时，使用 main='myscript:hello' 参数指定了入口函数为 “myscript:hello”。这意味着在执行压缩文件时，将会调用 “myscript” 模块中的 “hello” 函数作为应用程序的入口点。

• 第二个 zipapp.create_archive() 函数调用用于打包名为 “myapp2” 的目录，并将其保存为 “myapp2.pyz” 压缩文件。这里没有指定 main 参数，因此默认使用目录中的 __main__.py 文件作为入口文件，执行时会调用该文件件中的主函数。

通过以上代码，你可以创建两个压缩文件 “myapp1.pyz” 和 “myapp2.pyz”。其中 “myapp1.pyz” 使用 “myscript:hello” 函数作为入口点，而 “myapp2.pyz” 使用目录中的__main__.py 文件作为入口点。

总结

使用zipapp模块，你可以轻松地将 Python 应用程序打包成一个独立的可执行文件，方便地在不同的环境中部署和分享。无论是通过命令行接口还是 Python API，zipapp模块都提供了灵活的工具，使你能够创建自包含的Python应用程序。