在 Ubuntu 22.04 上安装 Python 3.9

前言

昨日（2022年4月21日），Ubuntu 发布了最新的 LTS 版本—— 22.04 LTS (Jammy Jellyfish)。然而该版本默认的 Python 3 版本为 Python 3.10，高于许多开发者正在使用的 3.9、3.8 甚至更早版本。特撰写本教程，记录从源代码编译安装 Python 3.9 的全过程，3.8 或其他版本同样适用。

从源代码编译安装 Python 步骤并不复杂，但很多细节都隐藏着 “坑”，在后期使用开发时可能造成很大的麻烦。建议读者仔细阅读全文后再开始逐步操作。

建议参考：官方文档-在类Unix环境下构建Python

安装依赖

更新系统软件

在正式开始之前，建议首先检查系统软件是否均为最新，并更新到最新版本。

打开一个终端，输入以下命令：

# 刷新软件包目录
sudo apt update
# 列出当前可用的更新
sudo apt list --upgradable
# 如上一步提示有可以更新的项目，则执行更新
sudo apt upgrade

安装 GCC 编译器

打开一个终端，使用 apt 安装 GCC 编译器：

# 安装 GCC 编译器
sudo apt install gcc

# 检查安装是否成功
gcc -v
# 若显示出 GCC 版本则成功

安装其他依赖

# 刷新软件包目录
sudo apt update
# 安装依赖
sudo apt install build-essential zlib1g-dev libncurses5-dev libgdbm-dev libnss3-dev libssl-dev libreadline-dev libffi-dev libbz2-dev liblzma-dev sqlite3 libsqlite3-dev tk-dev uuid-dev libgdbm-compat-dev libncurses-dev libnspr4-dev

注意，Python 的部分功能依赖于对应的库（如 OpenSSL、SQLite3、LZMA 等），如果在编译时未能找到这些库，仍然可能完成编译。此时的 Python 解释器看似可以工作，但在需要使用特定功能时就会出问题。例如 OpenSSL 出现问题会导致无法正常使用 pip。故建议按本节提示安装所有可选依赖项，并在下一节编译时仔细检查有无报错信息。

编译与安装

下载源代码

在 Python 官网下载界面下载 Python 3.9 的源代码，此处使用目前最新的 3.9.12。

亦可通过 wget 下载：

# 下载 Python 3.9.12
sudo wget https://www.python.org/ftp/python/3.9.12/Python-3.9.12.tar.xz
# 下载其他版本只需替换版本号数字

安全起见，对下载的压缩包进行 MD5 校验：

$ md5sum Python-3.9.12.tar.xz
4b5fda03e3fbfceca833c997d501bcca  Python-3.9.12.tar.xz

对已下载到本地的压缩包调用 md5sum 得到的结果与 Release 界面显示的相同，认为安全。（对安全性有更高要求的可以使用 GPG 验证）

解压并进入该目录，后续的所有命令均在该目录中执行：

# 解压
tar -xf Python-3.9.12.tar.xz
# 进入该目录
cd Python-3.9.12/

配置

# 检查依赖与配置编译
sudo ./configure --enable-optimizations --with-lto --enable-shared

此处使用了三个可选配置项，含义如下：

• --enable-optimizations：用 PROFILE_TASK 启用以配置文件主导的优化（PGO）
• --with-lto：在编译过程中启用链接时间优化（LTO）
• --enable-shared：启用共享 Python 库 libpython 的编译

更多可用配置项的信息，请参阅 Python 官方文档。

经过一系列检查无误之后，会自动生成 Makefile，即可进行下一步的编译了。

编译

完成配置，生成 Makefile 后，就可以开始编译了。编译耗时较长，可以使用 -j 选项指定参与编译的 CPU 核心数，例如此机器为 12 核 CPU：

# 编译，-j 后面的数字为参与编译的CPU核心数，根据个人机器配置调整
sudo make -j 12

编译结束后，注意仔细查看一下输出，检查可能存在的错误：

# 一种可能出现的问题：
$ sudo make
# ......省略部分输出......
Python build finished successfully!
The necessary bits to build these optional modules were not found:
_dbm                  _tkinter              _uuid              
To find the necessary bits, look in setup.py in detect_modules() for the module's name.

如果出现类似如上的警告，说明编译时有部分软件包不可用，导致编译出的 Python 有部分可选模块不可用。检查上一节中提到的依赖是否都已安装，或求助于网络搜索引擎，安装对应软件包后再次编译即可。

安装

# 安装二进制文件
sudo make altinstall

在 Makefile 中有如下提示：

If you have a previous version of Python installed that you don’t want to overwrite, you can use “make altinstall” instead of “make install”.

故应使用 altinstall 而不是 install。二者的一个重要区别在于，后者会创建符号链接，将 python3 等命令链接到正在安装的新版本 Python 3 上，这可能会破坏系统。更多信息请参阅当前目录下的 README.rst 文件。

链接动态库

由于编译配置中有 --enable-shared 的选项，故此时直接使用命令 python3.9 会提示无法找到 libpython3.9.so.1.0 的错误。只需找到该 so 文件，复制（或创建符号链接）到 /usr/lib/ 目录下即可：

# 找到 libpython 的位置
$ whereis libpython3.9.so.1.0
libpython3.9.so.1: /usr/local/lib/libpython3.9.so.1.0
# 在 /usr/lib/ 下创建 libpython 的符号链接
$ sudo ln -s /usr/local/lib/libpython3.9.so.1.0 /usr/lib/

使用 Python 3.9

完成安装后，Python 3.9 会与系统原有的 Python 3.10 共存。由于 Ubuntu 系统、安装的其他软件等很可能会依赖于系统原有的 3.10，所以不要移除原有 Python 环境，也不要对 python3 等命令进行修改。

命令行使用

直接在命令行使用 python3.9 命令即可调用新安装的解释器：

# 在命令行使用 Python 交互式解释器
$ python3.9
Python 3.9.12 (main, Apr 22 2022, 18:58:57) 
[GCC 11.2.0] on linux
Type "help", "copyright", "credits" or "license" for more information.
>>>

# 查看该命令所在位置
$ which python3.9
/usr/local/bin/python3.9

类似的，使用 Python 3.9 的 pip 的命令为 pip3.9

# 查看 pip3.9 版本
$ pip3.9 -V
pip 22.0.4 from /usr/local/lib/python3.9/site-packages/pip (python 3.9)

PyCharm 中使用

在 PyCharm 中简单设置后，就可以使用新安装的解释器了。

首先打开 PyCharm 设置，找到 “Python 解释器” 一项，点击下拉菜单——全部显示：

点击左上角的 + ，添加新的解释器（此处在另一台机器上截图，故列表中出现一些原有的解释器环境，读者忽略即可）：

选择添加 “系统解释器”，点击后面的 ... 以浏览选择解释器路径：

编译安装，解释器可执行文件默认路径为 /usr/local/bin/python3.9，或者可以返回上一节检查命令 python3.9 的位置。在此处将完整路径粘贴进编辑框即可：

点击确定，即可正常使用新安装的解释器了：