Modernes Python Packaging

In diesem Kurs zeigen wir Ihnen, wie Sie mit modernen Werkzeugen wie poetry, uv und der pyproject.toml eine stabile, reproduzierbare und übersichtlich strukturierte Projektbasis erstellen.

Sie lernen, wie Sie Python-Projekte sauber aus GitHub-Repositories installieren, auf PyPI veröffentlichen und Konfigurations- sowie Systemabhängigkeiten gezielt verwalten. Ziel ist es, Ihre Projekte professionell zu strukturieren, wartbar zu gestalten und als wiederverwendbare Pakete für Entwicklung, Deployment oder Veröffentlichung bereitzustellen.

Tag 1 – Modularchitektur, Importverhalten und Paketierung

• Funktionsweise des Python-Imports: direkte Importe, selektive Importe, Wildcard-Importe
• Auflösung von Symbolnamen: lokale und globale Namensräume
• Modulsuche über sys.path und registrierte Module in sys.modules
• Das site-Modul und Pfaderweiterungen
• Reihenfolge und Strategien bei Modulauflösung entsprechend PEP-8
• Eigenschaften eines Modulobjekts: Attribute, Docstrings und Metadaten
• Anwendung eines Konfigurationsmoduls für projektspezifische Einstellungen
• Importmechanismus im Detail: Finder und Loader
• Ausführungsumgebung eines Moduls: Bedeutung von __name__ == "__main__"
• Typisierung von Modulen: Standardbibliothek, Fremdpakete, Eigenentwicklungen, C-basierte Erweiterungen
• Paketstrukturen: Ordnerhierarchien, __init__.py und relative Importe
• Start von Anwendungen im Kontext eines Pakets
• Steuerung öffentlicher Schnittstellen mit __all__
• Abgrenzung öffentlicher und interner Module
• Namespace-Pakete („native namespace packages“)
• Bytecode-Caching in __pycache__, sinnvolle Ignore-Regeln für Versionskontrolle
• Dynamisches Laden von Modulen über importlib
• Praktischer Teil: Aufbau eines kleinen Mehrmodulprojekts

Tag 2 – Abhängigkeitssteuerung und Projektorganisation

• Grundproblem der Abhängigkeiten: Konsistenz, Reproduzierbarkeit und Konflikte
• Einordnung von pip und dem Python Package Index
• Unterschiede zwischen Benutzer-, System- und globalen Installationen
• Virtuelle Umgebungen mit venv: Einrichtung, Isolation, Analyse
• Projektstrukturansätze: flache Modulstruktur vs. getrenntes src-Layout
• Ziele von sauberen Layouts: Wiederverwendbarkeit, reduzierte Importfehler
• Einsatz von pyproject.toml: zentrale Projektmetadaten, Abhängigkeiten, Build-Systeme
• Lokale und editierbare Installationen
• Testorganisation: pytest-Strukturierung, Platzierung von Testpaketen
• Workshop: zwei separate Projekte gegenseitig installierbar machen
• Trennung von Laufzeit- und Entwicklungsabhängigkeiten
• Locking-Strategien und Werkzeuge: pip-tools und deterministische Builds
• Konfigurationswerte über Umgebungsvariablen und .env-Dateien, Einsatz von python-dotenv
• Versionskontrolle: sinnvolle Nutzung von .gitignore und .gitattributes
• Qualitätssicherung: Linter, Codeformatierung und Sicherheitsanalysen
• Einführung in Black, Isort, Bandit und Pylint mit praxisnahen Beispielen
• Ruff als integrierter Ansatz (Linting, Style, Importsortierung)
• Praktische Übungen an Beispielprojekten

Tag 3 – Moderne Toolchains, Distribution und Automatisierung

• Wheel-Pakete: Aufbau, Einsatz und Vorteile gegenüber Quellarchiven
• Quellen für Paketinstallation: lokale Artefakte, Wheels, GitHub-Repos, PyPI, TestPyPI, tar.gz-Archive
• Einführung in uv: Projektanlage, Verwaltung von Abhängigkeiten
• uv im Detail: optionale Abhängigkeitsgruppen, Dependency-API, Workspaces
• Vergleich von Build-Backends: Motivation und Funktionsumfang
• Veröffentlichungsprozess mit uv: Upload zu TestPyPI und PyPI
• Versionsverwaltung: konsistentes Tagging, Releasestrategien
• Empfohlene Metadaten im pyproject.toml für veröffentlichbare Pakete
• Automatisiertes Testen mit Tox: parallele Umgebungen und Szenarien
• Automatisierte Workflows: CI/CD-Pipelines auf Basis von GitHub Actions
• Rollen von Jobs und Steps in Build-Pipelines
• Umgang mit Secrets und Umgebungsvariablen in CI/CD
• Pre-commit-Hooks zur Qualitätssicherung: statische Analysen, Tests, Formatierung
• Abschließender Praxisblock: Entwurf einer Pipeline für ein realitätsnahes Projekt