python 軟件目錄結構規範

爲何要設計好目錄結構?

"設計項目目錄結構"，就和"代碼編碼風格"同樣，屬於我的風格問題。對於這種風格上的規範，一直都存在兩種態度:

1. 一類同窗認爲，這種我的風格問題"可有可無"。理由是能讓程序work就好，風格問題根本不是問題。
2. 另外一類同窗認爲，規範化能更好的控制程序結構，讓程序具備更高的可讀性。

我是比較偏向於後者的，由於我是前一類同窗思想行爲下的直接受害者。我曾經維護過一個很是很差讀的項目，其實現的邏輯並不複雜，可是卻耗費了我很是長的時間去理解它想表達的意思。今後我我的對於提升項目可讀性、可維護性的要求就很高了。"項目目錄結構"其實也是屬於"可讀性和可維護性"的範疇，咱們設計一個層次清晰的目錄結構，就是爲了達到如下兩點:

1. 可讀性高: 不熟悉這個項目的代碼的人，一眼就能看懂目錄結構，知道程序啓動腳本是哪一個，測試目錄在哪兒，配置文件在哪兒等等。從而很是快速的瞭解這個項目。
2. 可維護性高: 定義好組織規則後，維護者就能很明確地知道，新增的哪一個文件和代碼應該放在什麼目錄之下。這個好處是，隨着時間的推移，代碼/配置的規模增長，項目結構不會混亂，仍然可以組織良好。

因此，我認爲，保持一個層次清晰的目錄結構是有必要的。更況且組織一個良好的工程目錄，實際上是一件很簡單的事兒。

目錄組織方式

關於如何組織一個較好的Python工程目錄結構，已經有一些獲得了共識的目錄結構。在Stackoverflow的這個問題上，能看到你們對Python目錄結構的討論。

這裏面說的已經很好了，我也不打算從新造輪子列舉各類不一樣的方式，這裏面我說一下個人理解和體會。

假設你的項目名爲foo, 我比較建議的最方便快捷目錄結構這樣就足夠了:

Foo/
|-- bin/
|   |-- foo
|
|-- foo/
|   |-- tests/
|   |   |-- __init__.py
|   |   |-- test_main.py
|   |
|   |-- __init__.py
|   |-- main.py
|
|-- docs/
|   |-- conf.py
|   |-- abc.rst
|
|-- setup.py
|-- requirements.txt
|-- README

簡要解釋一下:

1. bin/: 存放項目的一些可執行文件，固然你能夠起名script/之類的也行。
2. foo/: 存放項目的全部源代碼。(1) 源代碼中的全部模塊、包都應該放在此目錄。不要置於頂層目錄。(2) 其子目錄tests/存放單元測試代碼； (3) 程序的入口最好命名爲main.py。
3. docs/: 存放一些文檔。
4. setup.py: 安裝、部署、打包的腳本。
5. requirements.txt: 存放軟件依賴的外部Python包列表。
6. README: 項目說明文件。

除此以外，有一些方案給出了更加多的內容。好比LICENSE.txt,ChangeLog.txt文件等，我沒有列在這裏，由於這些東西主要是項目開源的時候須要用到。若是你想寫一個開源軟件，目錄該如何組織，能夠參考這篇文章。

下面，再簡單講一下我對這些目錄的理解和我的要求吧。

關於README的內容

這個我以爲是每一個項目都應該有的一個文件，目的是能簡要描述該項目的信息，讓讀者快速瞭解這個項目。

它須要說明如下幾個事項:

1. 軟件定位，軟件的基本功能。
2. 運行代碼的方法: 安裝環境、啓動命令等。
3. 簡要的使用說明。
4. 代碼目錄結構說明，更詳細點能夠說明軟件的基本原理。
5. 常見問題說明。

我以爲有以上幾點是比較好的一個README。在軟件開發初期，因爲開發過程當中以上內容可能不明確或者發生變化，並非必定要在一開始就將全部信息都補全。可是在項目完結的時候，是須要撰寫這樣的一個文檔的。

能夠參考Redis源碼中Readme的寫法，這裏面簡潔可是清晰的描述了Redis功能和源碼結構。

關於requirements.txt和setup.py

setup.py

通常來講，用setup.py來管理代碼的打包、安裝、部署問題。業界標準的寫法是用Python流行的打包工具setuptools來管理這些事情。這種方式廣泛應用於開源項目中。不過這裏的核心思想不是用標準化的工具來解決這些問題，而是說，一個項目必定要有一個安裝部署工具，能快速便捷的在一臺新機器上將環境裝好、代碼部署好和將程序運行起來。

這個我是踩過坑的。

我剛開始接觸Python寫項目的時候，安裝環境、部署代碼、運行程序這個過程全是手動完成，遇到過如下問題:

1. 安裝環境時常常忘了最近又添加了一個新的Python包，結果一到線上運行，程序就出錯了。
2. Python包的版本依賴問題，有時候咱們程序中使用的是一個版本的Python包，可是官方的已是最新的包了，經過手動安裝就可能裝錯了。
3. 若是依賴的包不少的話，一個一個安裝這些依賴是很費時的事情。
4. 新同窗開始寫項目的時候，將程序跑起來很是麻煩，由於可能常常忘了要怎麼安裝各類依賴。

setup.py能夠將這些事情自動化起來，提升效率、減小出錯的機率。"複雜的東西自動化，能自動化的東西必定要自動化。"是一個很是好的習慣。

setuptools的文檔比較龐大，剛接觸的話，可能不太好找到切入點。學習技術的方式就是看他人是怎麼用的，能夠參考一下Python的一個Web框架，flask是如何寫的: setup.py

固然，簡單點本身寫個安裝腳本（deploy.sh）替代setup.py也何嘗不可。

requirements.txt

這個文件存在的目的是:

1. 方便開發者維護軟件的包依賴。將開發過程當中新增的包添加進這個列表中，避免在setup.py安裝依賴時漏掉軟件包。
2. 方便讀者明確項目使用了哪些Python包。

這個文件的格式是每一行包含一個包依賴的說明，一般是flask>=0.10這種格式，要求是這個格式能被pip識別，這樣就能夠簡單的經過 pip install -r requirements.txt來把全部Python包依賴都裝好了。具體格式說明： 點這裏。

 

關於配置文件的使用方法

注意，在上面的目錄結構中，沒有將conf.py放在源碼目錄下，而是放在docs/目錄下。

不少項目對配置文件的使用作法是:

1. 配置文件寫在一個或多個python文件中，好比此處的conf.py。
2. 項目中哪一個模塊用到這個配置文件就直接經過import conf這種形式來在代碼中使用配置。

這種作法我不太贊同:

1. 這讓單元測試變得困難（由於模塊內部依賴了外部配置）
2. 另外一方面配置文件做爲用戶控制程序的接口，應當能夠由用戶自由指定該文件的路徑。
3. 程序組件可複用性太差，由於這種貫穿全部模塊的代碼硬編碼方式，使得大部分模塊都依賴conf.py這個文件。

因此，我認爲配置的使用，更好的方式是，

1. 模塊的配置都是能夠靈活配置的，不受外部配置文件的影響。
2. 程序的配置也是能夠靈活控制的。

可以佐證這個思想的是，用過nginx和mysql的同窗都知道，nginx、mysql這些程序均可以自由的指定用戶配置。

因此，不該當在代碼中直接import conf來使用配置文件。上面目錄結構中的conf.py，是給出的一個配置樣例，不是在寫死在程序中直接引用的配置文件。能夠經過給main.py啓動參數指定配置路徑的方式來讓程序讀取配置內容。固然，這裏的conf.py你能夠換個相似的名字，好比settings.py。或者你也可使用其餘格式的內容來編寫配置文件，好比settings.yaml之類的。