Mac是最好的Linux，Win也是最好的Linux，只有Linux做不好Linux

儘管條條道路通羅馬，但畢竟有的路走得更平穩更快捷，更不要說有的人甚至就住在羅馬。對於Python開發者而言，你的開發環境有多好用，你離羅馬就有多近。因此，我們的旅程從這裡開始。

本章首先介紹Python開發的操作系統環境，然後介紹幾個最流行的集成IDE，並對他們的特點進行了比較，供讀者選擇。

選擇哪一種操作系統？

看上去操作系統是一個與編程語言無關的話題，特別是像Python這樣的開發語言，它編寫的程序幾乎可以運行在任何一種操作系統上。但是，仍然有一些微妙的差異需要我們去考慮。首先，Python更適合於數據分析、人工智能和後臺開發，而不是用於開發桌面和移動端應用。而無論是大數據分析和人工智能，還是後臺開發，往往都部署在Linux服務器環境下。而且，這些應用所依賴的生態，也往往構建在Linux下（比如大數據平臺和分佈式計算平臺）。一些重要的程序庫，儘管最終可能都會兼容多個操作系統，但由於操作系統之間的差異，它們在不同操作系統下的版本發佈計劃往往是不一樣的。一些開源的程序和類庫往往會優先考慮Linux操作系統，它們在Linux上的測試似乎也更充分。

我們可以舉出很多這樣的例子，比如，量化交易是Python應用最廣泛的領域之一。而pytalib則是其中常用的一個技術分析庫。該庫使用了一個C的模塊，需要在安裝時進行編譯。在Windows下進行編譯，需要下載和配置一系列的Visual C++的編譯工具，對Python程序員而言，這些操作會有一定難度，因爲很多概念都是Python程序員並不熟悉的。而如果你使用的是Linux操作系統，儘管編譯仍然是必須的，但安裝和編譯只需要運行一個腳本即可。

不僅僅是Python程序庫如此。我們需要依賴的各種服務可能也是如此。比如，儘管你可以在Windows機器上安裝桌面版的Docker，然後運行一些Linux容器，但Windows下Docker對資源的利用遠不如在Linux下來得充分 — 它們是在Docker服務啓動時就從系統中划走的，無論當下是否有容器在運行，這些資源都無法被其它Windows程序使用。從根本上講，這種差異是Windows不能提供容器級別的資源隔離造成的。

在本書的後面，我們將講到CI/CD，這些都需要使用容器技術。那時，您將更加體會到使用Linux的種種方便。比如，我們將會使用Github Actions提供的容器來運行測試，但是，因爲授權的問題，免費版的Github CI提供的容器將不包括Windows。

如果這些理由還不能說服您，我們還可以看看多數資深程序員是如何選擇操作系統的。下圖是StackOverflow網站在2022年的一個調查：

從圖中可以看出，如果把Linux自身的使用量與wsl的使用量（WSL也是一種Linux）加在一起，Linux已經是排名第一的操作系統。

基於上述原因，我們推薦使用Linux作爲您開發Python項目的操作系統。本書中提到的工具、示例和程序庫，如非特別提到，也都默認地使用Linux作爲運行環境，並在Linux下測試通過。

但是，您很可能並不會喜歡這個建議，因爲很可能您的電腦就是MacOS或者Windows。

好消息是，MacOS和Linux都是所謂的“類Unix”操作系統，它們之間有極高的相似度。所以，如果您的電腦是MacOS操作系統，您大可不必另外安裝一個Linux。如果您的電腦是Windows操作系統，我們在下面也提供了三種方案，讓您的機器也能運行一個虛擬的Linux操作系統用於開發。

Windows下的Linux環境

在Windows下有三種構建Linux虛擬環境的方式。其中之一是Windows的原生方案，即使用Windows Subsystem for Linux（以下簡稱WSL），其它兩種方案則分別是Docker和虛擬機方案。

WSL方案

WSL是Windows 10的一個新功能。通過WSL，在Windows之上，運行了一個GNU/Linux環境。在這個環境裡，絕大多數Linux命令行工具和服務都可以運行，而不需要設置雙系統，或者承擔虛擬機帶來的額外代價。

當前有兩個版本可用，即v1和v2, 作者更推薦使用v1。WSL v2的體驗更像一臺真正的虛擬機，因此與windows集成性反而更差一些。

安裝WSL

如果您的windows 10是2004及更高版本，或者是Windows 11，則安裝只需要一條命令即可完成:

wsl --install --set-defalut-version=1

這將安裝WSL v1版到您的機器上。如果是稍早一點的系統，則需要執行以下步驟：

1. 首先，啓用“適用於Linux的Windows子系統”功能：

2. 設置後，需要重啓一次電腦。

3. 從Windows應用商店搜索安裝一個Linux發行版，這裡的示例中我們使用Ubuntu:

現在，在搜索欄輸入Ubuntu，就會打開Ubuntu shell。由於是第一次運行，此時會提示我們輸入用戶名和口令。這樣WSL就安裝成功了。此後，也可以從搜索框輸入`wsl`命令來啓動這個系統。

定製WSL

使用WSL v1版本是一種特殊的體驗。它既像一個虛擬機，但又缺乏部分功能，比如，它沒有後臺服務這個概念。我們可以在其中安裝一些服務，比如Redis或者數據庫，但這些後臺服務並不會隨WSL一同啓動，必須得經由我們手動啓動。但是，我們可以通過一些定製，來使得WSL的使用體驗更接近一臺虛擬機。

我們的定製將實現兩個功能，一是讓WSL虛擬機隨Windows自動啓動。二是當WSL啓動後，它能自動運行一個ssh服務，這樣我們就可以隨時連接使用這臺WSL虛擬機。學會這個定製之後，讀者當然也可以讓WSL啓動之後，自動運行更多的後臺服務。

我們需要寫三個腳本，一個start.vbs，一個control.bat和一個commands.txt，並且增加一個開機自動執行的計劃任務。當Windows開機後，這個計劃任務自動執行，調用start.vbs來執行control.bat, 而control.bat則會啓動WSL（及其依賴的Windows服務），並在WSL環境下執行定義在commands.txt中的那些命令--即要在WSL中運行的服務，比如ssh server。整個過程如下圖所示：

首先，我們在commands.txt文件中定義要在WSL中運行的後臺服務：

/etc/init.d/cron /etc/init.d/ssh

然後，我們編寫一個批處理腳本，用以啓動WSL，並執行上述命令：

然後我們編寫一個start.vbs腳本，來執行control.bat：

最後，我們向計劃任務程序中添加一個新的開機啓動任務：

需要說明的是，通過Windows應用商店安裝的Ubuntu子系統，它應該已經安裝好了ssh-server，我們在上述操作中所做的事，只不過是讓它隨WSL一起啓動而已。但是，如果您發現您的WSL中並沒有安裝ssh-server，您也可以自行安裝。畢竟，這就是一臺Linux服務器，您可以在上面安裝Linux上的絕大多數軟件。

通過應用上述方案，您就在Windows上擁有了兩個可以同時運行的操作系統。特別值得一提的是，在您不使用WSL的時候，它只佔用很少的CPU和內存資源（僅限WSL 1.0）。這是其他虛擬化方案所無法比擬的。

在本書寫作時，WSL 2.0已經有了支持圖形化界面的預覽版，稱之爲wslg。未來這個版本將合併到WSL中，隨Windows一起發行的正式版發行。下圖是wslg圖形化界面的一個效果圖：

雖然這與本書的主旨無關，但至少也給了我們一個繼續使用Linux的理由，就連微軟都這麼認真地做Linux了，您還要繼續使用Windows來做開發嗎？