后端杂项 - 基于 pypiserver 的 PyPI 私有仓库搭建实践 - 《技术私房菜》

背景
PyPI 私有源
pypiserver 简介
pypiserver 服务端配置
pypiserver 客户端配置
requirements.txt 离线 PyPI 仓库
参考资料

背景

前几天，在不同的 CentOS 7 服务器上尝试部署同一个发行版本的 Galaxy 生物信息分析平台（Galaxy Project：云计算背景下诞生的一个生物信息学可视化分析开源项目）的时候，发现在执行 sh run.sh 部署时，出现了由于网络限制导致的 requirements.txt 包安装 ReadTimeoutError。

galaxy@ecs-steven 08:58:14 /data/galaxy-dist/galaxy
$ sh run.sh
Found conda at: /data/galaxy-dist/anaconda2/bin/conda
Found Conda, virtualenv will not be used.
To use a virtualenv instead, create one with a non-Conda Python 2.7 at .venv
Activating Conda environment: _galaxy_18.05
Looking in indexes: https://wheels.galaxyproject.org/simple, https://pypi.python.org/simple
Collecting amqp==2.2.2 (from -r requirements.txt (line 1))
......
Collecting bx-python==0.8.1 (from -r requirements.txt (line 14))
  Downloading https://wheels.galaxyproject.org/packages/bx_python-0.8.1-cp27-cp27mu-manylinux1_x86_64.whl (3.2MB)
    50% |████████████████▎               | 1.6MB 4.1kB/s eta 0:06:15Exception:
Traceback (most recent call last):
  File "/data/galaxy-dist/anaconda2/envs/_galaxy_18.05/lib/python2.7/site-packages/pip/_internal/cli/base_command.py", line 143, in main
    status = self.run(options, args)
......
File "/data/galaxy-dist/anaconda2/envs/_galaxy_18.05/lib/python2.7/site-packages/pip/_vendor/urllib3/response.py", line 345, in _error_catcher
    raise ReadTimeoutError(self._pool, None, 'Read timed out.')
ReadTimeoutError: HTTPSConnectionPool(host='wheels.galaxyproject.org', port=443): Read timed out.

原因在于：
第一，Galaxy 的初始化部署，其中有一步就是通过 pip 去在线下载位于 https://wheels.galaxyproject.org/simple 和 https://pypi.python.org/simple 这两个 PyPI 库的 requirements.txt 包，并执行安装。

第二，由于这两个 pypi 库位于国外，国内服务器想要下载里面的包可能会出现网络超时。
从 https://wheels.galaxyproject.org/ 的首页介绍，可以知道这是 Galaxy 基于 pypiserver-1.2.1 搭建的一个 PyPI 源（This instance is running version 1.2.1 of the pypiserver software.）。为了解决文章开头的 ReadTimeoutError，我们借着这个机会来学习一下如何使用 pypiserver 快速搭建一个属于自己的离线 PyPI 仓库(本文章使用 pip==18.1)。

PyPI 私有源

PyPI (Python Package Index，https://pypi.org/) 是 Python 官方的第三方库的仓库，所有人都可以下载第三方库或上传自己开发的库到 PyPI。

通常我们使用 pip 安装 Python 包，默认就是从 https://pypi.python.org/pypi (https://pypi.org/) 上安装。当然，我们也可以通过配置 pip.conf 或者使用命令行从指定的 PyPI 源安装。

# 从阿里云的 PyPI 源安装
pip install --index-url https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ PACKAGE-NAME
# 替换默认 pip 源为阿里云
mkdir ~/.pip
tee ~/.pip/pip.conf <<-'EOF'
[global]
index-url = https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
[install]
trusted-host= mirrors.aliyun.com
EOF

这里需要提到的是，有些是公司内部的项目，不方便放到外网上去，这个时候我们就要搭建自己的内网 PyPI 源服务器，需要安全并且拥有同样的舒适体验。关于 PyPI 私有源的实现，Python 官方的 PyPiImplementations 说明中列出了几个比较成熟的实现方案：
基于 pypiserver 的 PyPI 私有仓库搭建实践 - 图1 ##

这里选择 pypiserver，除了 Galaxy 的原因外，最重要的是因为它最小而且使用简单。

pypiserver 简介

pypiserver is a minimal PyPI compatible server for pip or easy_install. It is based on bottle and serves packages from regular directories. Wheels, bdists, eggs and accompanying PGP-signatures can be uploaded either with pip, setuptools, twine, pypi-uploader, or simply copied with scp.

pypiserver 服务端配置

pypiserver > 1.2.x works with Python 2.7 and 3.4+ or pypy. Older Python versions may still work, but they are not tested. For legacy Python versions, use pypiserver-1.1.x series.

也就是说，pypiserver 1.2.x 以上版本要求 Python 2.7 或 3.4+，低版本的 Python 请使用 pypiserver-1.1.x。

# 替换默认 pip 源为阿里云
$ mkdir ~/.pip
$ tee ~/.pip/pip.conf <<-'EOF'
[global]
index-url = https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
[install]
trusted-host= mirrors.aliyun.com
EOF
# 直接在线安装 pypiserver
$ pip install pypiserver
# 离线安装 pypiserver
$ wget  https://files.pythonhosted.org/packages/ec/f6/593ff8da4862f73c55027c32ac6f73ea09eabb546e7ebec82f83cc034fcb/pypiserver-1.2.4-py2.py3-none-any.whl
$ cp pypiserver-1.2.4-py2.py3-none-any.whl /tmp/pypiserver/
$ pip install /tmp/pypiserver/pypiserver-1.2.4-py2.py3-none-any.whl
# 创建 pypiserver 离线包的保存路径
$ mkdir ~/packages
# 以 mako 包为例，下载该包并拷贝至 ~/packages
$ cd ~/packages
$ pip download -d /home/shenweiyan/packages mako
# 启动 pypiserver 服务
$ pypi-server -p 8080 ~/packages &

pypiserver 客户端配置

$ python -c "import mako"
Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 1, in <module>
ModuleNotFoundError: No module named 'mako'
# 从本地镜像搜索包
$ pip search --index http://localhost:8080 Mako
Mako (1.0.7)  - 1.0.7
# 从指定的本地镜像安装包
pip install -i http://localhost:8080/simple/ mako

基于 pypiserver 的 PyPI 私有仓库搭建实践 - 图2

pypiserver 客户端推荐的个人配置：

tee ~/.pip/pip.conf <<-'EOF'
[global]
index-url = http://120.77.xx.xx/simple
extra-index-url = https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
[install]
trusted-host = 120.77.xx.xx
EOF

requirements.txt 离线 PyPI 仓库

一般 Python 项目使用 pip 安装的包，都可以通过 pip freeze >requirements.txt 导出环境中已有的模块。搭建 requirements.txt 离线 PyPI 仓库，我们首先需要把 requirements.txt 所有的模块安装包下载到本地。

$ pip download -d /home/shenweiyan/packages -r /home/shenweiyan/galaxy/requirements.txt --index-url https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple --extra-index-url https://wheels.galaxyproject.org/simple
Looking in indexes: https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple, https://wheels.galaxyproject.org/simple
Collecting amqp==2.2.2 (from -r //home/shenweiyan/galaxy/requirements.txt (line 1))
  Downloading https://mirrors.aliyun.com/pypi/packages/88/4a/8c45a882d842678963516ebd9cf584a4ded51af719234c3b696c2e884c60/amqp-2.2.2-py2.py3-none-any.whl (48kB)
    100% |████████████████████████████████| 51kB 779kB/s
  Saved ./amqp-2.2.2-py2.py3-none-any.whl
......
Collecting wrapt==1.10.11 (from -r /home/shenweiyan/galaxy/requirements.txt (line 134))
  Downloading https://wheels.galaxyproject.org/packages/wrapt-1.10.11-cp27-cp27mu-manylinux1_x86_64.whl (64kB)
    100% |████████████████████████████████| 71kB 321kB/s
  Saved /home/galaxy/packages/wrapt-1.10.11-cp27-cp27mu-manylinux1_x86_64.whl
Successfully downloaded amqp appdirs asn1crypto babel bagit bcrypt bdbag beaker bioblend bleach boltons boto bunch bx-python bz2file certifi ...... wcwidth webencodings webob whoosh wrapt

我们把 /home/shenweiyan/packages 整个目录拷贝到目标服务器(可连网但速度极慢，目标路径：/data/galaxy-dist/packages)，搭建并启动 pypiserver，然后从本地离线 PyPI 仓库安装 requirements 软件：

# 登陆目标服务器，离线安装 pypiserver
# 启动 pypiserver
$ cd /data/galaxy-dist/packages
$ pypi-server -p 8080 /data/galaxy-dist/packages &
# 安装 requirements 软件
$ conda activate galaxy
$ pip install --index-url http://localhost:8080/simple/ --extra-index-url https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/ -r requirements.txt
Looking in indexes: http://localhost:8080/simple/, https://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
Requirement already satisfied: amqp==2.2.2 in ./galaxy-dist/anaconda2/envs/galaxy/lib/python2.7/site-packages (from -r /data/galaxy-dist/galaxy/requirements.txt (line 1)) (2.2.2)
Requirement already satisfied: appdirs==1.4.3 in ./galaxy-dist/anaconda2/envs/galaxy/lib/python2.7/site-packages (from -r /data/galaxy-dist/galaxy/requirements.txt (line 2)) (1.4.3)
......
Collecting bdbag==1.2.4 (from -r /data/galaxy-dist/galaxy/requirements.txt (line 7))
  Downloading http://localhost:8080/packages/bdbag-1.2.4-py2-none-any.whl (42kB)
    100% |████████████████████████████████| 51kB 52.0MB/s
Collecting beaker==1.9.1 (from -r /data/galaxy-dist/galaxy/requirements.txt (line 8))
  Downloading http://localhost:8080/packages/Beaker-1.9.1.tar.gz (40kB)
    100% |████████████████████████████████| 40kB 49.4MB/s
......
Successfully installed bdbag-1.2.4 beaker-1.9.1 ...... warlock-1.2.0 webob-1.4.2

到这里，基于 pypiserver 的离线本地 PyPI 仓库基本搭建与使用实践就已经介绍完毕了。对于一个完整的 Python 项目，如果需要从连网的开发服务器迁移至内网(无法使用外网，或者部分资源位于墙外，墙内下载速度差)的部署服务器，pypiserver 可能是一个不错的解决方案。

对于 conda 依赖的 Python 项目，国内推荐使用清华大学的镜像。
对于 PyPI 源，国内推荐使用阿里云或者清华大学的 PyPI 镜像。
对于特定项目的第三方 PyPI 源，可考虑 pypiserver 实现离线本地化。

pypiserver 的一些高级用法，如基于 systemd 和 supervisor 的自动化启动管理；基于 Docker 技术的部署与使用；基于 Nginx 反向代理的 pypiserver 运行等等，我们后面有时间再进行介绍。有需要的童鞋也可参考 pypiserver 的 GitHub 说明文档：https://github.com/pypiserver/pypiserver。

参考资料

如何搭建自己的pypi私有源服务器，阿里云教程中心
使用 pypiserver 快速搭建内网离线 pypi 仓库实践，HelloDog 博客
pypi 镜像使用帮助，清华大学开源软件镜像站
wiki：PyPiImplementations，wiki.python.org
https://github.com/pypiserver/pypiserver，GitHub