Time: 2019.07.04
Tags: 开发
在某些情况下，我们可能需要一个即插即用的 Python 环境。
Python 官方提供了 Windows 的可移植版本，eg: Windows x86-64 embeddable zip file，也就是带有 embeddable 字符串的版本；但没有提供 Linux 环境下的。
本文介绍如何在 Linux 环境下静态编译 Python，制作 portable 版本。
Linux Centos7 x64
Gcc version 4.8.5
Python source 3.7
依赖组件按照错误提示进行补充安装。
静态编译过程可以直接参考官方提供的文档：https://wiki.python.org/moin/BuildStatically；我们这里按照官方提供的步骤，逐步进行并补充说明。
1.编译配置
执行 configure 进行编译前配置：
# cd Python-3.7.3
# ./configure LDFLAGS="-static" --disable-shared --enable-optimizations
参数说明：
LDFLAGS="-static" => 设置为静态编译
--disable-shared => 不编译 python 的动态链接库
--enable-optimizations => 开启优化
2.配置需要静态编译的库
实际上，在完成上一步后，就已经可以进行编译了：
make LDFLAGS="-static" LINKFORSHARED=" "
但在上一步中我们设置了 --disable-shared，那么编译出来的 python 可执行文件是没有动态链接库支持的，如 import socket 也无法处理。
所以在编译前，我们必须要先对静态编译的模块进行配置，访问 src/Modules/Setup.local 文件：
vim Modules/Setup.local
在首部注释后的第一行添加，表示后续的模块将被编译到 python 二进制中：
*static*
紧接着添加需要的模块，如：
math mathmodule.c _math.c # -lm # math library functions, e.g. sin()
想要添加其他的模块，参考 src/Modules/Setup.dist 文件，找到模块所对应的行(当然在该文件中，这些行是被注释的)，将这些行复制到 Setup.local 中，并去掉注释。
我们编写好的 Setup.local 文件，支持了大多数情况的使用，可以参考附件里的 Setup.local
3.编译
在完成上述配置后，可以进行编译，并得到支持模块的 python 二进制：
make LDFLAGS="-static" LINKFORSHARED=" "
编译后的 python 二进制稍微大了些，使用 strip 裁剪下：
# ls -lh python
-rwxr-xr-x 1 root root 18M Jul 4 13:24 python
# strip -s python
# ls -lh python
-rwxr-xr-x 1 root root 6.4M Jul 4 13:25 python
编译后的 python 二进制，在脱离编译目录的情况下，执行会发生错误：
# cp python ~/python37 ; cd ~/python37
# ./python
Could not find platform independent libraries <prefix>
Could not find platform dependent libraries <exec_prefix>
Consider setting $PYTHONHOME to <prefix>[:<exec_prefix>]
Fatal Python error: initfsencoding: unable to load the file system codec
ModuleNotFoundError: No module named 'encodings'
Current thread 0x00000000013688c0 (most recent call first):
Aborted
原因是其缺少标准库文件的支持，我们复制编译目录下的 python 标准库：
# cp -r Python-3.7.3/Lib ~/python37/lib/python3.7
目录结构如下：
.
|-- lib
| `-- python3.7
`-- python37_x64
到这里为止，我们制作完成了 portable 版本的 python。在使用该版本时，需要先添加环境变量：
# export PYTHONHOME=/root/python37/
# ./python37_x64
Python 3.7.3 (default, Jul 4 2019, 14:34:33)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-36)] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
如果环境对 portable 的大小有限制，我们就需要减少容量，其中 python 二进制已经去除符号表了，所以我们只能对标准库进行裁剪，下面提供了些思路和方法。
1.删减标准库
在某些环境下，我们可能用不到标准库中所有的组件，所以我们可以根据需求，对标准库中的内容进行删减，就可以减少 portable 版本的大小。
2.编译pyc
python 支持对 *.pyc 的脚本进行加载，所以我们可以将标准库中的 *.py 都编译为 *.pyc，来减少存储空间。
使用标准库中的 py_compile.py 模块进行编译，eg：编译 base64.py：
# ./python37_x64 -m py_compile lib/python3.7/base64.py
[生成 =>]
lib/python3.7/__pycache__/base64.cpython-37.pyc
随后，我们删除 base64.py 文件，该 pyc 文件重命名为 base64.pyc，然后放置在原来的位置 lib/python3.7/，删除 __pycache__ 临时文件。
比较两文件的大小：
20K lib/python3.7/base64.py
17K lib/python3.7/base64.pyc
当然我们需要对 lib 库下的所有文件执行该操作，批量处理可以参考脚本 py2pyc.py
附：可以使用
compileall.py模块，一次性编译所有的文件，然后再执行重命名、移动等操作。
3.压缩打包
python 支持对 zip 方式压缩的 Lib 目录解析，所以我们使用这种方式进一步减少 portable 版本的大小。
在上一步中使用 py2pyc.py 脚本，生成了完整编译后的目录 pyc/[path]，使用 zip 对目录进行压缩：
# cd pyc/python3.7
# zip -r python37.zip *
拷贝 python37.zip 到 lib 目录下，删除展开的 lib/python3.7 目录，最终目录结构如下：
.
|-- lib
| `-- python37.zip
`-- python37_x64
运行演示：
# ./python37_x64
Python 3.7.3 (default, Jul 4 2019, 14:34:33)
[GCC 4.8.5 20150623 (Red Hat 4.8.5-36)] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>
比较压缩前后的 lib 库大小：
[原始 Lib 目录]
42M Lib/
[全部编译为 pyc 的目录]
25M python3.7
[将 pyc 进行压缩打包]
8.0M python37.zip
https://www.python.org
https://wiki.python.org/moin/BuildStatically
http://xiaoxia.org/2013/09/13/python-on-tomato/
https://www.blackh4t.org/2018/02/06/how-to-compile-static-link-python/