Python 套件管理與虛擬環境完整指南：使用 pip 與 venv 在 Linux 建立乾淨的開發環境

前言：為什麼需要虛擬環境

在 Linux 系統上開發 Python 專案時，如果直接用 pip3 install 安裝套件，會污染全系統的 Python 環境。
這在多專案並行或部署伺服器上容易造成「套件版本衝突」或「權限限制錯誤」。

虛擬環境（venv） 就是為了讓每個專案擁有獨立的 Python 套件空間。

確認系統 Python 狀況

python3 --version
pip3 --version

若系統尚未安裝 pip，可使用：

sudo apt update
sudo apt install python3-pip -y

建立專案資料夾

假設你的專案位於：

~/web/your_domain/private/your_project

進入目錄：

cd ~/web/your_domain/private/your_project

建立虛擬環境（venv）

python3 -m venv venv

啟動虛擬環境：

source venv/bin/activate

你會看到提示符前面出現：

# 使用者前方會有 (venv) 提示
(venv) annie@nbt-hcp:~/web/your_domain/private/your_project $

在虛擬環境中安裝套件

範例：安裝 YouTube API 套件

pip install google-api-python-client

安裝完成後可確認：

python -m pip show google-api-python-client

測試你的程式

假設你的程式是 file.py，內容開頭為：

from googleapiclient.discovery import build

執行：

python file.py

若無錯誤，即表示環境設定成功。

離開虛擬環境

當你不再開發時，可輸入：

deactivate

回到系統環境。

進階補充：pip、apt 與 venv 的差異

工具	用途	管理對象
apt	系統層套件管理器	安裝整個系統用的 Python 或工具（例如 python3, nginx）
pip/pip3	Python 套件管理器	安裝第三方 Python 模組（如 requests, flask）
venv	虛擬環境	為每個專案建立獨立套件空間，避免版本衝突

常見問題 Q&A

Q1. 為什麼我不能直接用 pip3 install？

因為新版 Debian / Ubuntu 對系統層 Python 啟用了保護機制（PEP 668），防止你用 pip 改動系統套件。

Q2. 如果我真的想在系統層安裝呢？

可用：

sudo pip3 install 套件名 --break-system-packages

⚠️ 不推薦，容易破壞 apt 管理的 Python 相依性。

結語

使用 venv 是專業開發者的標準做法。
不僅能避免套件污染，也方便在不同伺服器間部署與移植。
只要記得三步：

python3 -m venv venv
source venv/bin/activate
pip install 套件名

你就能擁有乾淨、穩定又可重現的 Python 執行環境。