Pakete und Paketmanager

Python bringt bereits eine umfangreiche Standardbibliothek mit. Für viele Aufgaben lohnt es sich aber, auf fertige Pakete (engl. packages) zurückzugreifen, die auf PyPI , dem offiziellen Paketindex von Python, veröffentlicht werden - sei es zum Erstellen von Diagrammen, zum Abrufen von Webseiten oder für formatierte Ausgaben im Terminal.

Ein Paketmanager dient zum Installieren und Verwalten solcher Pakete. Klassisch wird dafür pip verwendet. In der Praxis ergibt sich damit aber schnell ein Problem: Installiert man Pakete "global", so können sich Projekte gegenseitig in die Quere kommen, z.B. wenn zwei Projekte unterschiedliche Versionen desselben Pakets benötigen. Deshalb arbeitet man mit sogenannten virtuellen Umgebungen (engl. virtual environments), sprich jedes Projekt erhält seine eigene, isolierte Sammlung an Paketen.

Genau hier setzt uv (gesprochen wie die Abkürzung für ultraviolet) an: Das Tool kombiniert einen sehr schnellen Paketmanager mit der Verwaltung virtueller Umgebungen und Abhängigkeiten (engl. dependencies) und deckt damit den gesamten Workflow eines Projekts ab.

Installation von uv

Je nach Plattform erfolgt die Installation mittels eines Einzeilers im Terminal.

Unter Windows (PowerShell):

$> powershell -ExecutionPolicy ByPass -c "irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex"

Unter macOS/Linux:

$> curl -LsSf https://astral.sh/uv/install.sh | sh

Alternativ lässt sich uv auch mittels pip install uv installieren.

Nach einem Neustart des Terminals lässt sich die Installation überprüfen:

$> uv --version

Erscheint eine Versionsnummer, war die Installation erfolgreich.

Verwendung: ein kleines Beispiel

Es soll das Paket rich verwendet werden, mittels dessen sich Ausgaben im Terminal farbig und formatiert darstellen lassen.

Dazu wird ein neues Projekt angelegt und das Paket installiert:

$> uv init paket_demo
$> cd paket_demo
$> uv add rich

Was dabei passiert:

• uv init legt ein neues Projekt an, sprich ein Verzeichnis mit der Konfigurationsdatei pyproject.toml und einem Python-Skript main.py
• uv add rich installiert das Paket und trägt es in pyproject.toml ein. Weiters wird eine Sperrdatei uv.lock mit den exakten Versionen aller Abhängigkeiten angelegt sowie eine virtuelle Umgebung im Verzeichnis .venv erstellt

Nun wird der Inhalt von main.py durch folgendes Programm ersetzt:

from rich import print

print("[bold green]Hallo[/bold green] vom Paket [italic]rich[/italic]!")

Die Ausführung erfolgt mittels uv run:

$> uv run main.py
Hallo vom Paket rich!

Dabei wird das Skript automatisch in der virtuellen Umgebung des Projekts ausgeführt, sprich rich steht zur Verfügung, ohne dass die Umgebung selbst aktiviert werden muss.

Die wichtigsten Befehle im Überblick

• uv init NAME - legt ein neues Projekt an
• uv add PAKET - installiert ein Paket und trägt es in pyproject.toml ein
• uv remove PAKET - entfernt ein Paket wieder
• uv run SKRIPT - führt ein Skript in der virtuellen Umgebung des Projekts aus
• uv lock - schreibt die exakten Versionen aller Abhängigkeiten in uv.lock fest
• uv sync - stellt die Umgebung anhand von uv.lock wieder her (z.B. nach einem git clone)

Abhängigkeiten werden üblicherweise ohne .venv in der Versionsverwaltung gespeichert, uv.lock und pyproject.toml hingegen schon. Damit lässt sich ein Projekt auf einem anderen Rechner mittels uv sync exakt wiederherstellen.