在寫 Python 項目的時候，我們可能經常會遇到導入模塊失敗的錯誤：ImportError: No module named 'xxx'或者ModuleNotFoundError: No module named 'xxx'。 導入失敗問題，通常分為兩種：一種是導入自己寫的模塊（即以 .py 為後 ...
在寫 Python 項目的時候，我們可能經常會遇到導入模塊失敗的錯誤：ImportError: No module named 'xxx'或者ModuleNotFoundError: No module named 'xxx'。
導入失敗問題，通常分為兩種：一種是導入自己寫的模塊（即以 .py 為尾碼的文件），另一種是導入三方庫。本文主要討論第二種情況，今後有機會，我們再詳細討論其它的相關話題。
解決導入 Python 庫失敗的問題，其實關鍵是在運行環境中裝上缺失的庫（註意是否是虛擬環境），或者使用恰當的替代方案。這個問題又分為三種情況：
一、單個模塊中缺失的庫
在編寫代碼的時候，如果我們需要使用某個三方庫（如 requests），但不確定實際運行的環境是否裝了它，那麼可以這樣：
try:
import requests
except ImportError:
import os
os.system('pip install requests')
import requests
這樣寫的效果是，如果找不到 requests 庫，就先安裝，再導入。
在某些開源項目中，我們可能還會看到如下的寫法（以 json 為例）：
try:
import simplejson as json
except ImportError:
import json
這樣寫的效果是，優先導入三方庫 simplejson，如果找不到，那就使用內置的標準庫 json。
這種寫法的好處是不需要導入額外的庫，但它有個缺點，即需要保證那兩個庫在使用上是相容的，如果在標準庫中找不到替代的庫，那就不可行了。
如果真找不到相容的標準庫，也可以自己寫一個模塊（如 my_json.py），實現想要的東西，然後在 except 語句中導入它。
try:
import simplejson as json
except ImportError:
import my_json as json
二、整個項目中缺失的庫
以上的思路是針對開發中的項目，但是它有幾個不足：1、在代碼中對每個可能缺失的三方庫都 pip install，並不可取；2、某個三方庫無法被標準庫或自己手寫的庫替代，該怎麼辦？3、已成型的項目，不允許做這些修改怎麼辦？
所以這裡的問題是：有一個項目，想要部署到新的機器上，它涉及很多三方庫，但是機器上都沒有預裝，該怎麼辦？
對於一個合規的項目，按照約定，通常它會包含一個“requirements.txt ”文件，記錄了該項目的所有依賴庫及其所需的版本號。這是在項目發佈前，使用命令pip freeze > requirements.txt 生成的。
使用命令pip install -r requirements.txt （在該文件所在目錄執行，或在命令中寫全文件的路徑），就能自動把所有的依賴庫給裝上。
但是，如果項目不合規，或者由於其它倒霉的原因，我們沒有這樣的文件，又該如何是好？
一個笨方法就是，把項目跑起來，等它出錯，遇到一個導庫失敗，就手動裝一個，然後再跑一遍項目，遇到導庫失敗就裝一下，如此迴圈……（此處省略 1 萬句髒話）……
三、自動導入任意缺失的庫
有沒有一種更好的可以自動導入缺失的庫的方法呢？
在不修改原有的代碼的情況下，在不需要“requirements.txt”文件的情況下，有沒有辦法自動導入所需要的庫呢？
當然有！先看看效果：
我們以 tornado 為例，第一步操作可看出，我們沒有裝過 tornado，經過第二步操作後，再次導入 tornado 時，程式會幫我們自動下載並安裝好 tornado，所以不再報錯。
autoinstall 是我們手寫的模塊，代碼如下：
# 以下代碼在 python 3.6.1 版本驗證通過
import sys
import os
from importlib import import_module
class AutoInstall():
_loaded = set()
@classmethod
def find_spec(cls, name, path, target=None):
if path is None and name not in cls._loaded:
cls._loaded.add(name)
print("Installing", name)
try:
result = os.system('pip install {}'.format(name))
if result == 0:
return import_module(name)
except Exception as e:
print("Failed", e)
return None
sys.meta_path.append(AutoInstall)
這段代碼中使用了sys.meta_path ，我們先列印一下，看看它是個什麼東西？
Python 3 的 import 機制在查找過程中，大致順序如下：
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在 sys.modules 中查找，它緩存了所有已導入的模塊
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在 sys.meta_path 中查找，它支持自定義的載入器
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在 sys.path 中查找，它記錄了一些庫所在的目錄名
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若未找到，拋出
ImportError異常
其中要註意，sys.meta_path 在不同的 Python 版本中有所差異，比如它在 Python 2 與 Python 3 中差異很大；在較新的 Python 3 版本（3.4+）中，自定義的載入器需要實現find_spec方法，而早期的版本用的則是find_module。
以上代碼是一個自定義的類庫載入器 AutoInstall，可以實現自動導入三方庫的目的。需要說明一下，這種方法會“劫持”所有新導入的庫，破壞原有的導入方式，因此也可能出現一些奇奇怪怪的問題，敬請留意。
sys.meta_path 屬於 Python 探針的一種運用。探針，即import hook，是 Python 幾乎不受人關註的機制，但它可以做很多事，例如載入網路上的庫、在導入模塊時對模塊進行修改、自動安裝缺失庫、上傳審計信息、延遲載入等等。
限於篇幅，我們不再詳細展開了。最後小結一下：
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可以用 try…except 方式，實現簡單的三方庫導入或者替換
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已知全部缺失的依賴庫時（如 requirements.txt），可以手動安裝
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利用 sys.meta_path，可以自動導入任意的缺失庫
