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从零开始掌握 uv：新一代超快 Python 项目与包管理器（含 Windows 支持）

news 2025/9/30 11:17:22

从零开始掌握 uv：新一代超快 Python 项目与包管理器（含 Windows 支持）

在 Python 开发的世界里，包管理长期以来是一个“碎片化”的领域：pip 用于安装、virtualenv 用于环境隔离、pip-tools 用于依赖锁定、poetry 或 rye 用于项目管理、pipx 用于工具安装……每个工具都有自己的配置方式和使用习惯，初学者常常感到困惑，而资深开发者也疲于在不同工具间切换。

2024 年，Astral 团队（Ruff 的作者）带来了一个革命性的解决方案：uv —— 一个用 Rust 编写的、极速的 Python 包与项目管理器。它不仅快如闪电（比 pip 快 10–100 倍），还试图统一整个 Python 工具链。本文将带你由浅入深，从安装到实战，全面掌握 uv 的核心能力，并特别包含 Windows 环境下的完整操作指南。
在这里插入图片描述

一、什么是 uv？为什么值得关注？

uv 是一个开源的 Python 工具链替代品，目标是“一个工具，搞定一切”。它集成了以下工具的功能：

pip：安装包
pip-tools：生成 lockfile
virtualenv：创建虚拟环境
poetry / rye：项目依赖管理
pipx：安装和运行 CLI 工具
pyenv：管理 Python 版本（实验性支持）
twine：发布包

更令人惊叹的是性能：在缓存命中的情况下，安装像 trio 这样的复杂依赖，uv 比 pip 快数十倍。这一切得益于其用 Rust 编写的核心，以及精心设计的全局缓存机制，实现依赖去重，节省磁盘空间。

uv 支持 macOS、Linux 和 Windows，并且无需预先安装 Rust 或 Python。

二、Windows 下安装 uv

方法一：使用 PowerShell 安装（推荐）

以管理员身份打开 PowerShell（非必需，但可避免权限问题）。
执行官方安装脚本：

irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex

运行结果：

Downloading uv 0.8.22 (x86_64-pc-windows-msvc)                                                                          Installing to C:\Users\DELL\.local\binuv.exeuvx.exeuvw.exe
everything's installed!To add C:\Users\DELL\.local\bin to your PATH, either restart your shell or run:set Path=C:\Users\DELL\.local\bin;%Path%   (cmd)$env:Path = "C:\Users\DELL\.local\bin;$env:Path"   (powershell)

💡 irm 是 Invoke-RestMethod 的缩写，iex 是 Invoke-Expression 的缩写。

安装完成后，重启终端（或执行 refreshenv，如果你安装了 scoop 或 chocolatey），使 PATH 生效。
验证安装：

uv --version

你应该看到类似输出：uv 0.5.0 (a1b2c3d4 2025-09-29)
运行结果：

C:\Users\DELL>uv --version
uv 0.8.22 (ade2bdbd2 2025-09-23)

方法二：通过 pip 安装（如果你已有 Python）

pip install uv

⚠️ 注意：这种方式安装的 uv 依赖于当前 Python 环境，性能略逊于原生二进制版本，但功能完全一致。

方法三：手动下载（适用于离线环境）

访问 uv GitHub Releases
下载适用于 Windows 的压缩包（如 uv-windows-x86_64.zip）
解压后将 uv.exe 所在目录加入系统 PATH 环境变量

三、Windows 下快速上手：创建并运行项目

1. 初始化项目

D:\python_projects>uv init uv_demo
Initialized project `uv-demo` at `D:\python_projects\uv_demo`

这会生成：

pyproject.toml（项目元数据）
.gitignore
README.md
src/myproject/__init__.py

D:\python_projects>cd uv_demoD:\python_projects\uv_demo>dir驱动器 D 中的卷是 新加卷卷的序列号是 66C3-87A8D:\python_projects\uv_demo 的目录2025/09/29  21:46    <DIR>          .
2025/09/29  21:46    <DIR>          ..
2025/09/29  21:46                 5 .python-version
2025/09/29  21:46                85 main.py
2025/09/29  21:46               153 pyproject.toml
2025/09/29  21:46                 0 README.md4 个文件            243 字节2 个目录 299,954,900,992 可用字节

2. 添加依赖

D:\python_projects\uv_demo>uv add requests
Using CPython 3.11.5 interpreter at: D:\python311\python.exe
Creating virtual environment at: .venv
Resolved 6 packages in 8.94s
Prepared 5 packages in 4.87s
░░░░░░░░░░░░░░░░░░░░ [0/5] Installing wheels...                                                                         warning: Failed to hardlink files; falling back to full copy. This may lead to degraded performance.If the cache and target directories are on different filesystems, hardlinking may not be supported.If this is intentional, set `export UV_LINK_MODE=copy` or use `--link-mode=copy` to suppress this warning.
Installed 5 packages in 17ms+ certifi==2025.8.3+ charset-normalizer==3.4.3+ idna==3.10+ requests==2.32.5+ urllib3==2.5.0

uv 会自动：

在当前目录创建 .venv 虚拟环境（无需手动激活）
解析并安装 requests 及其依赖
更新 pyproject.toml 和 uv.lock

输出示例（Windows 下同样极速）：

Resolved 5 packages in 210ms
Prepared 5 packages in 480ms
Installed 5 packages in 2ms+ requests==2.32.3+ myproject==0.1.0

3. 运行代码

创建 /uv_demo/main.py：

def main():print("Hello from uv-demo!")import requestsprint("Status:", requests.get("https://httpbin.org/status/200").status_code)if __name__ == "__main__":main()

然后运行：

D:\python_projects\uv_demo>uv run python -m main

✅ 注意：Windows 下无需担心路径分隔符或激活脚本，uv run 自动处理一切。

Hello from uv-demo!
Status: 200

四、Windows 特别提示

虚拟环境位置

uv 默认在项目根目录下创建 .venv 文件夹（与 poetry 行为一致），你可以在 Windows 资源管理器中直接看到它。

脚本模式（Script Mode）在 Windows 同样可用

echo 'import requests; print(requests.get("https://astral.sh"))' > example.py
uv add --script example.py requests
uv run example.py

uv 会为该脚本自动创建隔离环境，无需管理员权限，也不会污染全局 Python。

工具运行（uvx）

再运行一个pycowsay工具：

D:\python_projects\uv_demo>uvx pycowsay "Hello from Windows!"-------------------
< Hello from Windows! >-------------------\   ^__^\  (oo)\_______(__)\       )\/\||----w |||     ||

首次运行会自动下载并缓存，后续调用几乎瞬时完成。

与 Windows Terminal / VS Code 集成

在 VS Code 中打开项目后，选择解释器时可指向 .venv\Scripts\python.exe
uv run 命令可直接在 VS Code 终端中使用，无需额外配置

五、核心功能（跨平台通用）

以下功能在 Windows、macOS、Linux 上行为一致：

1. 项目依赖管理

uv lock：生成 uv.lock
uv sync：根据 lockfile 同步环境
支持 Cargo-style workspaces（多包项目）

2. 兼容 pip

uv pip install numpy pandas

可直接替换现有工作流，获得性能提升。

3. 构建与发布

uv build      # 生成 .tar.gz 和 .whl
uv publish    # 上传到 PyPI

六、为什么选择 uv？（尤其对 Windows 用户）

✅ 无需 WSL：原生支持 Windows，性能不打折
✅ 告别 venv\Scripts\activate.bat：uv run 自动处理环境
✅ 安装简单：一行 PowerShell 命令搞定
✅ 极速体验：即使在 NTFS 文件系统上，依然比 pip 快一个数量级
✅ 节省空间：全局缓存避免重复下载（缓存位于 %LOCALAPPDATA%\uv）

七、结语

uv 正在重新定义 Python 的开发体验，无论你使用的是 Windows、macOS 还是 Linux。对于长期被 Python 工具链“割裂”困扰的 Windows 开发者来说，uv 提供了一个统一、快速、可靠的解决方案。

现在就打开 PowerShell，试试这个改变游戏规则的工具吧：

irm https://astral.sh/uv/install.ps1 | iex
uv init hello-uv
cd hello-uv
uv add rich
echo "import rich; rich.print('✨ Hello from uv on Windows!')" > demo.py
uv run python demo.py