尽管条条道路通罗马，但毕竟有的路走得更平稳更快捷，更不要说有的人甚至就住在罗马。对于Python开发而言，你的开发环境有多好用，你离罗马就有多近。因此，我们的旅程从这里开始。

本章首先介绍Python开发的操作系统环境，然后介绍几个最流行的集成IDE，并对他们的特点进行了比较，供读者选择。

选择哪一种操作系统？

看上去操作系统是一个与编程语言无关的话题，特别是象Python这样的开发语言，它编写的程序几乎可以运行在任何一种操作系统上。但是，仍然有一些微妙的差异需要我们去考虑。首先，Python更适合于数据分析、人工智能和后台开发，而不是用于开发桌面和移动端应用。而无论是大数据分析和人工智能，还是后台开发，往往都部署在Linux服务器环境下。而且，这些应用所依赖的生态，也往往构建在Linux下（比如大数据平台和分布式计算平台）。一些重要的的程序库，尽管最终可能都会兼容多个操作系统，但由于操作系统之间的差异，它们在不同操作系统下的版本发布计划往往是不一样的。一些开源的程序和类库往往会优先考虑Linux操作系统，它们在Linux上的测试似乎也更充分。

我们可以举出很多这样的例子，比如，量化交易是Python应用最广泛的领域之一。而pytalib则是其中常用的一个技术分析库。该库使用了一个C的模块，需要在安装时进行编译。在Windows下进行编译，需要下载和配置一系列的Visual C++的编译工具，对Python程序员而言，这些操作会有一定难度，因为很多概念都是Python程序员并不熟悉的。而如果你使用的是Linux操作系统，尽管编译仍然是必须的，但安装和编译只需要运行一个脚本即可。

不仅仅是Python程序库如此。我们需要依赖的各种服务可能也是如此。比如，尽管你可以在Windows机器上安装桌面版的Docker，然后运行一些Linux容器，但Windows下Docker对资源的利用远不如在Linux下来得充分 — 它们是在Docker服务启动时就从系统中划走的，无论当下是否有容器在运行，这些资源都无法被其它Windows程序使用。从根本上讲，这种差异是Windows不能提供容器级别的资源隔离造成的。

在本书的后面，我们将讲到CI/CD，这些都需要使用容器技术。那时，您将更加体会到使用Linux的种种方便。比如，我们将会使用Github Actions提供的容器来运行测试，但是，因为授权的问题，免费版的Github CI提供的容器将不包括Windows。

如果这些理由还不能说服您，我们还可以看看多数资深程序员是如何选择操作系统的。下图是StackOverflow网站在2022年的一个调查：

从图中可以看出，如果把Linux自身的使用量与WSL的使用量（WSL也是一种Linux）加在一起，Linux已经是排名第一的操作系统。

基于上述原因，我们推荐使用Linux作为您开发Python项目的操作系统。本书中提到的工具、示例和程序库，如非特别提到，也都默认地使用Linux作为运行环境，并在Linux下测试通过。

但是，您很可能并不会喜欢这个建议，因为很可能您的电脑就是MacOS或者Windows。

好消息是，MacOS和Linux都是所谓的“类Unix”操作系统，它们之间有极高的相似度。所以，如果您的电脑是MacOS操作系统，您大可不必另外安装一个Linux。如果您的电脑是Windows操作系统，我们在下面也提供了三种方案，让您的机器也能运行一个虚拟的Linux操作系统用于开发。

Windows下的Linux环境

在Windows下有三种构建Linux虚拟环境的方式。其中之一是Windows的原生方案，即使用Windows Subsystem for Linux（以下简称WSL），其它两种方案则分别是Docker和虚拟机方案。

WSL方案

WSL是Windows 10的一个新功能。通过WSL，在Windows之上，运行了一个GNU/Linux环境。在这个环境里，绝大多数Linux命令行工具和服务都可以运行，而不需要设置双系统，或者承担虚拟机带来的额外代价。

当前有两个版本可用，即v1和v2, 作者更推荐使用v1。WSL v2的体验更象一台真正的虚拟机，因此与windows集成性反而更差一些。

安装WSL

如果您的windows 10是2004及更高版本，或者是Windows 11，则安装只需要一条命令即可完成:

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

这将安装WSL v1版到您的机器上。如果是稍早一点的系统，则需要执行以下步骤：

1. 首先，启用“适用于Linux的Windows子系统”功能：

2. 设置后，需要重启一次电脑。

3. 从Windows应用商店搜索安装一个Linux发行版，这里的示例中我们使用Ubuntu:

现在，在搜索栏输入Ubuntu，就会打开Ubuntu shell。由于是第一次运行，此时会提示我们输入用户名和口令。这样WSL就安装成功了。此后，也可以从搜索框输入`wsl`命令来启动这个系统。

定制WSL

使用WSL v1版本是一种特殊的体验。它既象一个虚拟机，但又缺乏部分功能，比如，它没有后台服务这个概念。我们可以在其中安装一些服务，比如Redis或者数据库，但这些后台服务并不会随WSL一同启动，必须得经由我们手动启动。但是，我们可以通过一些定制，来使得WSL的使用体验更接近一台虚拟机。

我们的定制将实现两个功能，一是让WSL虚拟机随Windows自动启动。二是当WSL启动后，它能自动运行一个ssh服务，这样我们就可以随时连接使用这台WSL虚拟机。学会这个定制之后，读者当然也可以让WSL启动之后，自动运行更多的后台服务。

我们需要写三个脚本，一个start.vbs，一个control.bat和一个commands.txt，并且增加一个开机自动执行的计划任务。当Windows开机后，这个计划任务自动执行，调用start.vbs来执行control.bat, 而control.bat则会启动WSL（及其依赖的Windows服务），并在WSL环境下执行定义在commands.txt中的那些命令--即要在WSL中运行的服务，比如ssh server。整个过程如下图所示：

首先，我们在commands.txt文件中定义要在WSL中运行的后台服务：

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

然后，我们编写一个批处理脚本，用以启动WSL，并执行上述命令：

然后我们编写一个start.vbs脚本，来执行control.bat：

最后，我们向计划任务程序中添加一个新的开机启动任务：

需要说明的是，通过Windows应用商店安装的Ubuntu子系统，它应该已经安装好了ssh-server，我们在上述操作中所做的事，只不过是让它随WSL一起启动而已。但是，如果您发现您的WSL中并没有安装ssh-server，您也可以自行安装。毕竟，这就是一台Linux服务器，您可以在上面安装Linux上的绝大多数软件。

通过应用上述方案，您就在Windows上拥有了两个可以同时运行的操作系统。特别值得一提的是，在您不使用WSL的时候，它只占用很少的CPU和内存资源（仅限WSL 1.0）。这是其它虚拟化方案所无法比拟的。

在本书写作时，WSL 2.0已经有了支持图形化界面的预览版，称之为wslg。未来这个版本将合并到WSL中，随Windows一起发行的正式版发行。下图是wslg图形化界面的一个效果图：

虽然这与本书的主旨无关，但至少也给了我们一个继续使用Linux的理由，就连微软都这么认真地做Linux了，您还要继续使用Windows来做开发吗？