注：
以下文章来源于Python猫 ，作者豌豆花下猫。
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链接：由浅入深：Python 中如何实现自动导入缺失的库？

正文：

在写 Python 项目的时候，我们可能经常会遇到导入模块失败的错误：ImportError: No module named 'xxx'或者ModuleNotFoundError: No module named 'xxx'。

导入失败问题，通常分为两种：一种是导入自己写的模块（即以 .py 为后缀的文件），另一种是导入三方库。本文主要讨论第二种情况，今后有机会，我们再详细讨论其它的相关话题。

解决导入 Python 库失败的问题，其实关键是在运行环境中装上缺失的库（注意是否是虚拟环境），或者使用恰当的替代方案。

自动导入任意缺失的库：

效果：

image

我们以 tornado 为例，第一步操作可看出，我们没有装过 tornado，经过第二步操作后，再次导入 tornado 时，程序会帮我们自动下载并安装好 tornado，所以不再报错。

autoinstall 是我们手写的模块，代码如下：

# 以下代码在 python 3.6.1 版本验证通过
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)

这段代码中使用了sys.meta_path ，我们先打印一下，看看它是个什么东西？

image

Python 3 的 import 机制在查找过程中，大致顺序如下：

• 在 sys.modules 中查找，它缓存了所有已导入的模块
• 在 sys.meta_path 中查找，它支持自定义的加载器
• 在 sys.path 中查找，它记录了一些库所在的目录名
• 若未找到，抛出ImportError异常

其中要注意，sys.meta_path 在不同的 Python 版本中有所差异，比如它在 Python 2 与 Python 3 中差异很大；在较新的 Python 3 版本（3.4+）中，自定义的加载器需要实现find_spec方法，而早期的版本用的则是find_module。

image

以上代码是一个自定义的类库加载器 AutoInstall，可以实现自动导入三方库的目的。需要说明一下，这种方法会“劫持”所有新导入的库，破坏原有的导入方式，因此也可能出现一些奇奇怪怪的问题，敬请留意。

sys.meta_path 属于 Python 探针的一种运用。探针，即import hook，是 Python 几乎不受人关注的机制，但它可以做很多事，例如加载网络上的库、在导入模块时对模块进行修改、自动安装缺失库、上传审计信息、延迟加载等等。

限于篇幅，我们不再详细展开了。最后小结一下：

• 可以用 try…except 方式，实现简单的三方库导入或者替换
• 已知全部缺失的依赖库时（如 requirements.txt），可以手动安装
• 利用 sys.meta_path，可以自动导入任意的缺失库

参考资料：
https://github.com/liuchang0812/slides/tree/master/pycon2015cn
http://blog.konghy.cn/2016/10/25/python-import-hook
https://docs.python.org/3/library/sys.html#sys.meta_path

作者：豌豆花下猫
来源：Python猫