Conda Channel 介绍与配置

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简单讲：Conda 的 Channel 就是 Repo，也常被称作“源”，它与 Yum 和 Maven 中的 Repository 性质是一样的，用于存放各种 Python 包的公共库。应该说，Conda 的 Channels 机制设计的有些怪异，可能是有历史原因，比之Yum 和 Maven 来说，繁琐且没有必要。

想要正确配置 Channel，特别是 Mirror Channel （镜像源），必须先得搞清楚 Channels 的默认配置，然后才能理解怎样配置镜像源才是正确的。网上很多添加镜像源的做法都不尽相同，解释也很混乱（这种情况在 Python 世界很常见，很多阿猫阿狗写的都是劣质文章，然后再以讹传讹，导致了更糟糕的局面），本文一切以官方文档为准，争取给出最准确的解释。

1. Conda 对 Channel 的设计和分类

我们先看一下默认情况下，即：不做任何配置时，Conda 的 Channels 是什么，又是怎么配置的。首先，Conda 从设计上就根据包的来源分成了两类，使用了两个不同的站点，一类是 defaults channel，另一类是 community channel，要特别注意的是：defaults channel 不是各种 channel 的默认值，而是一个（一组）独立的 channel，当命令行没有显式指定 channel 名时，就会从这它这去查找包。

Conda 将 channels 分成 defaults 和 community 两类的设计直接体现在了配置上，所有的 default channels 统一使用defaults这个名称，具体有哪些源，配置在default_channels中，community channels 则由 channel_alias 和 custom_channels来配置，前者统一指向一个站点，后都可以单独配置部分 channel 的站点地址。

在不提供任何配置的情况下（ %USERPROFILE%\.condarc文件为空），两类 channel 都有默认值，default channels 的默认站点是 repo.anaconda.com，community channel 的默认站点是 conda.anaconda.org。默认站点不会也不需要显式配置在%USERPROFILE%\.condarc文件中，他们都 hard code 在了conda里，但我们要清楚默认这些配置的默认值，因为在配置镜像源时，需要对等地替换站点。

关于 conda channel相关的所有默认配置，都可以通过以下命令打印出来：

 conda config --show

2. 常见 Channel 介绍

在详细介绍 channel 的配置时，有必要介绍一些常见的 channel。

Default Channel：严格地说，它是指 defaults 这个 channel 的默认值，站点地址是 https://repo.anaconda.com，由 Anaconda 公司维护，下一节会重点介绍。该站点有详细的自我介绍：https://repo.anaconda.com/pkgs/ ，在 conda 默认配置中，defaults 这个 channel 只配了三个子的 channel, 分别是：
- pkgs/main：从该 channel 包含的包来看（https://repo.anaconda.com/pkgs/main/linux-64/），它主要提供 python 最基础最常用的包，像 numpy, pandas 在该 channel 中都可以找到
- pkgs/r：主要提供 R 语言使用的包（https://repo.anaconda.com/pkgs/r/linux-64/）
- pkgs/msys：该 channel 只出现在 windows 版的 conda 中，MSYS可以看做是 Cygwin 的简化版，该包是 windows 上很多 python 包的依赖和基础，对 windows 系统下的 conda 是必须的
Community Channel：严格地说，它是 Conda 的 Community Channel 的默认值，站点地址是 https://conda.anaconda.org ，该 Channel 通常比默认 Channel 包含更多的包，更新也更快（但可能未经完全测试）
Conda-Forge Channel：最常用的一个 Channel，也是由社区维护的，包含的包很全，更新也很即时
Bioconda Channel：这是 Bioconda 的一个 Channel，Bioconda 是一个管理生物信息软件的工具软件，它基于 anaconda 可以进行生物软件的搜索、下载、安装、升级、删除等操作，Bioconda 可以视作生物信息软件的AppStore，所以这个 Channel 包含的主要是 7000 多个 Bioinformatics（生物信息学）领域的包
Pytorch Channel：与 Pytorch 及其依赖相关的 Channel

3. Defaults Channel 的默认配置

我们先看一下 defaults channel 的默认配置，如果显式地展开，它的实际配置应该是这样:

channels:
  - defaults
default_channels:
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/main
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/r
  - https://repo.anaconda.com/pkgs/msys2

也就是说: defaults 是一个独立的 channel，且名称固定，不可修改。这个 channel 实际包含哪些源（站点）是由 default_channels 来“展开”描述的，因为默认 channel 只有一个名称（即 defaults），但是需要作为默认源的 channel 可能会有很多，所以必然是个一对多的关系，因此需要引入default_channels以列表结构描述。

4. Community Channel 的默认配置

下面是 community channels 的默认配置，如果显式地展开，它的实际配置应该是这样:

channel_alias: https://conda.anaconda.org

当我们使用conda install -c conda-forge ...时，访问的 channel 地址就是：https://conda.anaconda.org/conda-forge/

如果我们不想改动全部的 community channel 的源，只是想修改一部分，则应该使用custom_channels，后续的镜像源配置中会看到。

5. 标准的镜像源配置

最清晰，也是最标准的镜像源配置方式应该是：在默认配置中的替换相应站点地址！我们以北外镜像为例，配置如下：

channels:
  - defaults
default_channels:
  - https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/pkgs/main
  - https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/pkgs/r
  - https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/pkgs/msys2
channel_alias: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
show_channel_urls: true

修改后，可以使用下面的测试命令快速构建一个虚拟环境，看一下包的下载地址和速度如何：

set ENV=test-env

conda deactivate
conda remove -y -n %ENV% --all
conda clean  -y -i
conda create -y -n %ENV% python=3.10
conda activate %ENV%

如果后续在使用过程中用到了镜像站点中没有的新 channel，有两种应对方式：

如果新的 channel 是一个很少使用的生僻 channel, 可在命令行中以 conda install -y -c https://my-mirror.com/my-channel ... 的形式显式指定其url；
如果新的 channel 是一个常用 channel，又不在 channel_alias 指定的镜像源中，可以将其添加到custom_channels中，使用conda install -y -c my-channel ...的形式指定它

6. 配置部分 Channel 的镜像源

如果出于某些原因，你可能不想让所有的 Community Channel 都走镜像站点（可能你想要使用的 Community Channel 在镜像站点上没有），那就需要针对某一个Community Channel 单独配置，我们以清华镜像站点（https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/help/anaconda/）给出的官方配置为例，它就是在严格遵循默认配置基础上，修改了 default_channels 上三个默认的 chennel 的站点地址，同时，只配置了 conda-forg，bioconda等几个常用的 Community Channel 的镜像，其他的默认还是在用默认的站点：

channels:
  - defaults
default_channels:
  - https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/pkgs/main
  - https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/pkgs/r
  - https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/pkgs/msys2
custom_channels:
  conda-forge: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
  msys2: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
  bioconda: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
  menpo: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
  pytorch: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
  pytorch-lts: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
  simpleitk: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
  deepmodeling: https://mirrors.bfsu.edu.cn/anaconda/cloud
show_channel_urls: true

清华站点的这份配置没有什么问题，但也没有必要配置的这么细致，上面北外的版本其实更简单有效。有一个细节要清楚：当命令行中显式地使用-c your-channel来指定一个channel，并且这个 channel 又在custom_channels的 channel 列表中时，Conda 会直接使用custom_channels中配置的 channel 地址，如果显式地指定了 channel 名，而custom_channels又没有配置对应地址，还是要到 channel_alias 设定的站点上去查找，如果还没有，就会报错了。

7. 仅配置 channels 列表

你会发现不少文章介绍配置镜像源的方法是：仅仅在 channels 上添加镜像站点的地址，基于上述的解释，我们来分析一下这种形式下 channels 是如何生效的。以下是在很多文章中经常看到的仅配置 channels 列表的操作：

conda config --set show_channel_urls yes
conda config --set channel_priority strict
conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/main/
conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/free/
conda config --add channels https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud/conda-forge/
conda config --show channels

执行后，输出的 %USERPROFILE%\.condarc文件是这样的：

show_channel_urls: true
channel_priority: strict
channels:
  - https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/cloud/conda-forge/
  - https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/free/ # 已不再支持，应该移除
  - https://mirrors.tuna.tsinghua.edu.cn/anaconda/pkgs/main/
  - defaults

首先：channels中列出的各个源在检索时是有优先级的，包管理器会按照从上到下的顺序逐一搜索包，如果在第一个源中找不到，再去第二源中查找。所以上述配置中，conda-forge 将具有最高优先级，所有的包都会优先从这个 channel 开始查找。鉴于 conda-forge 的全面性和更新的及时性，这里选择将其放在最前面是合理的。第二项pkgs/free已经不再支持，上述是旧的配置，不必再配置这一 channel。第三项pkgs/main本是default_channels的默认列表中的第一项，这里提前到 channels 中定义，且替换为了镜像站点。最后，defaults 本来会出现在配置中（使用conda config命令时会自动创建%USERPROFILE%\.condarc文件，生成的文件在 channels 下面都是 - defaults），我们没有显式地删除它，所以它一直存在并已位于最列表最后，具有最低的优先级。

总得来说，从 Conda Channels 的设计思路上出来，直接更改 channels 不是一个很好的做法，还是遵循第4节的配置方式为宜。

8. 设置代理

除了配置镜像源，如果你有自己的VPN，还可以考虑使用代理加速包的下载，以下是一个示例参考：

conda config --set proxy_servers.http http://127.0.0.1:32768
conda config --set proxy_servers.https http://127.0.0.1:32768

以上全部配置好之后，你可能会发现包的下载会非常之快，但是在下载前会一个 Solving environment 阶段，这一步往往要耽误很长时间，这是 Conda 被广泛诟病的地方，其实这一过程并没有太多的网络通信，时间都花在了解析包依赖上。关于如何解决这一问题，我们将在《Python 环境构建最佳实践：联合使用 Mamba + Conda + PIP》一文中专门介绍。