打包发布Python模块的方法详解
前言
昨天把自己的VASP文件处理库进行了打包并上传到PyPI，现在可以直接通过pip和easy_install来安装VASPy啦（同时欢迎使用VASP做计算化学的童鞋们加星和参与进来），
VASPy的GotHub地址：https://github.com/PytLab/VASPy
VASPy的PyPI地址：https://pypi.python.org/pypi/vaspy/
由于自己的记性真是不咋地，怕时间久了就忘了，于是在这里趁热打铁以自己的VASPy程序为例对python的打包和上传进行下总结。
VASPy包文件结构
首先写贴上来VASPy包的整个文件结构, 后面的内容都是以此为例进行说明：
VASPy/ ├── LICENSE ├── MANIFEST ├── MANIFEST.in ├── README.rst ├── requirements.txt ├── scripts │ ├── change_incar_parameters.py │ ├── create_inputs.py │ └── ... ├── setup.cfg ├── setup.py ├── tests │ ├── incar_test.py │ ├── __init__.py │ ├── oszicar_test.py │ ├── outcar_test.py │ ├── testdata │ │ ├── CONTCAR │ │ ├── DOS_SUM │ │ ├── ELFCAR │ │ └── ... │ └── ... └── vaspy ├── __init__.py ├── iter.py ├── matstudio.py └── ... 4 directories, 54 files
打包和安装第三方包的工具
这里我们需要借助setuptools和pip等工具进行自己包的打包和发布以及安装，如果需要构建成wheel还需要安装wheel模块。如果python版本>=2.7.9或者>=3.4，setuptools和pip是已经安装好的，可能需要进行更新到最新版本
pip install -U pip setuptools
可以使用包管理工具，例如
yum install pip sudo apt-get install pip
通过get-pip.py脚本安装，如果检测到没有安装wheel和setuptools也会自动安装
python get-pip.py
具体的工具安装和介绍就不多讲了，可以请参考requirements for installing packages
包中不同文件的作用
setup.py
这个文件是打包整个项目最重要的文件，它里面提供了两个主要的功能：
setup()函数，此函数的参数指定了如何配置自己的项目。
命令行工具，包括打包，测试，发布等。可以通过下面的命令查看；
python setup.py --help-commands
setup.cfg
此文件包含了构建时候的一些默认参数例如构建bdist_wheel的时候的--universal参数
[bdist_wheel] universal=1
这样每次打包的时候就会默认使用--universal参数了，效果类似：
python setup.py bdist_wheel --universal
README.rst
这个最初我是用markdown写的，打包发布到PyPI之后发现PyPI不支持markdown的渲染，页面上真是一片混乱，于是就用reStrutruedText的语法重新写了一遍。毕竟标记语言语法基本上可以秒上手，实在不行找个模板比葫芦画瓢就行。
reStructureText的语法规则可参考官方文档:Quick reStructuredText
其实还有一种方法就是使用pandoc将markdown转换成rst格式，一种省事的方式就是使用pyandoc模块在发布的时候自动转换。
具体方法可以参考：Use Markdown README's in Python modules
MANIFEST.in
此文件在打包的时候告诉setuptools还需要额外打包那些文件，例如我VASPy中的单元测试的测试数据文件我就使用这个文件将其包含进来。当然README，LICENSE这些也可以通过它来一起打包进来。
下面是我自己的MANIFEST.in的内容：
include README.rst include requirements.txt include LICENSE recursive-include scripts * recursive-include tests *
具体的语法规则可以参考：The MANIFEST.in template
vaspy/
此文件夹就是vaspy源代码所在的包。
tests/
此文件夹也是一个子包，包含了单元测试脚本，为了能使用python setup.py test进行单元测试，特地添加了__init__.pys使其成为一个包。
setup()的参数
这里只介绍我使用的几个参数，其他参数的具体使用可以参考：https://docs.python.org/3/distutils/setupscript.html
name
versions = "vaspy"
是整个项目的名字，打包后会使用此名字和版本号。
version
from vaspy import __version__ version = __version__
description
是一个简短的对项目的描述，一般一句话就好，会显示在pypi上名字下端。
long_description
是一个长的描述，相当于对项目的一个简洁，如果此字符串是rst格式的，PyPI会自动渲染成HTML显示。这里可以直接读取README.rst中的内容。
url
包的连接，通常为GitHub上的链接或者readthedocs的链接。
packages
需要包含的子包列表，setuptools提供了find_packages()帮助我们在根路径下寻找包，这个函数distutil是没有的。
setup_requires
这个参数定义了VASPy安装和顺利运行所需要的其他依赖项（最基本的），使用pip安装的时候会对这些依赖项进行安装。
关于这个参数与requirements.txt的区别可以参考：install_requires vs Requirements files
classifier
这个参数提供了一系列的分类，在PyPI上会将其放入不同的目录中讲项目进行归类。
具体的categories的名称和规则参考：https://pypi.python.org/pypi?:action=list_classifiers
test_suite
这个参数可以帮助我们使用
python setup.py test
来跑单元测试，再也不需要单独再写一个脚本例如run_tests.py这样来跑单元测试了。
此参数的官方解释：
A string naming a unittest.TestCase subclass (or a package or module containing one or more of them, or a method of such a subclass), or naming a function that can be called with no arguments and returns a unittest.TestSuite. If the named suite is a module, and the module has an additional_tests() function, it is called and the results are added to the tests to be run. If the named suite is a package, any submodules and subpackages are recursively added to the overall test suite.
也就是说这个参数可以接受多种类型的参数：
接收unittest.TestCase子类，我们可以讲所有单元测试写入一个测试用例中，然后import进来，再传你给test_suite
接收函数对象，此函数对象没有任何参数，且返回一个unittest.TestSuite.这样我们就可以单独写一个函数，将多个测试用例合并成一个suite然后返回，然后再将函数import进来传给test_suite。
模块和包名称，我就是使用这种方式，之前自己的测试都是分开的多个脚本，这样我添加一个__init__.py就可以将其变成一个包，将包名传给test_suite，setuptools就会神奇的将此包下的所有测试全部跑一边，这样我以后再加测试脚本的时候直接就添加新的脚本就好了，其他的都不需要改动了。
运行效果：
zjshao@SHAO-PC:/mnt/d/Dropbox/Code/CentOS_code/VASPy$ python setup.py test running test running egg_info creating vaspy.egg-info writing vaspy.egg-info/PKG-INFO writing top-level names to vaspy.egg-info/top_level.txt writing dependency_links to vaspy.egg-info/dependency_links.txt writing manifest file 'vaspy.egg-info/SOURCES.txt' reading manifest file 'vaspy.egg-info/SOURCES.txt' reading manifest template 'MANIFEST.in' writing manifest file 'vaspy.egg-info/SOURCES.txt' running build_ext test_compare (tests.incar_test.InCarTest) Make sure we can compare two InCar objects correctly. ... ok test_eq (tests.incar_test.InCarTest) Test __eq__() function. ... ok ... 此处省略若干输出 ---------------------------------------------------------------------- Ran 22 tests in 3.574s OK
发布自己的python包
1. 首先先去PyPI注册帐号
2. 配置~/.pypirc如下：
[distutils] index-servers = pypi pypitest [pypi] username:ShaoZhengjiang password:mypassword [pypitest] username:ShaoZhengjiang password:mypassword
3. 然后注册并上传自己的包到测试服务器
pypi提供了一个测试服务器，我们可以在这个测试服务器上做测试。
python setup.py register -r pypitest
然后
python setup.py sdist upload -r pypitest
若没有问题我们应该不会得到任何错误。
4. 上传至PyPI
若上面的测试成功，我们就可以按照相同的步骤将包注册并上传。
python setup.py register -r pypi python setup.py sdist upload -r pypi
Ok,之后我们就可以在PyPI(https://pypi.python.org/pypi/vaspy/)上看到我们自己的包了。
