Python-搭建Jupyternotebook环境

Python-搭建Jupyternotebook环境
1- Jupyter简介
HomePage：
安装指南：
官⽅⽂档：
Jupyter提供⼀个开源的基于浏览器的Notebook，可以开发、协作、分享甚⾄发布数据科学结果：
可⽤于创建和共享代码与⽂档⽹络应⽤；
可在其中编写并运⾏代码、查看输出、可视化数据并查看结果；
不仅⽀持 Python，还包括⽤于Julia、 R和其他编程语⾔；
与IPython的联系与区别：
Jupyter是从IPython中迁移出来的独⽴应⽤；
从IPython4.0（包含）之后分离成IPython和Jupyter，IPython只具有终端接⼝（安装的依赖包少很多）；
分离之后的Jupyter可以被更加⼴泛的使⽤，⽀持多种语⾔，并不断加⼊新特性；
2- 安装Jupyter
⽅式⼀：安装Anaconda（包含Jupyter notebook）--- 推荐
⽅式⼆：通过pip安装（同时也会安装包括Ipython等⼤量依赖库）
$ pip install jupyter -i https:///pypi/web/simple/
3- 帮助信息
jupyter --help
jupyter console --help
jupyter notebook --help
Jupyter中包括console和notebook：
console类似ipython；
notebook是基于浏览器Web技术的开发环境，可以进⾏写作⽂档和执⾏代码，包括web application和notebook documents；
web application等同于⼀个编辑器，除了⽀持普通代码，还包括富媒体信息如HTML,LaTex，Markdown,MathJax和各种图像格式；
notebook documents以JSON格式保存为.ipynb⽂件，可以通过bfconvert转成HTML、PDF等格式；
4- 启动Jupyter console
$ jupyter console
Jupyter console 5.2.0
Python 3.6.2 (v3.6.2:5fd33b5, Jul 8 2017, 04:57:36) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)]
Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
IPython 6.2.1 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.
In [1]:
In [1]: exit
Shutting down kernel
$
5- 启动Jupyter notebook
Jupyter notebook是web based IPython封装，可以展现富⽂本，使得整个⼯作能够以笔记的形式展现和存储；
交互上使⽤C/S结构，使⽤浏览器作为客户端访问页⾯，向后台的Jupyter Notebook服务器发送请求，并显⽰结果；
页⾯都被保存为 .ipynb 的类 JSON ⽂件格式；
默认启动的地址为“http://localhost:8888/tree”，可以启动多个，端⼝号会⾃动累加；
常⽤启动命令及参数：
$ jupyter notebook # 以默认参数启动
$ jupyter notebook test.ipynb # 启动时打开test.ipynb
$ jupyter notebook --port 12345 # 启动时指定端⼝
$ jupyter notebook --no-brower # 启动时不打开浏览器
$ jupyter notebook --ip="*" # 允许任意IP连接
以默认参数启动：
$ jupyter notebook
[I 23:16:00.714 NotebookApp] Writing notebook server cookie secret to C:\Users\anliven\AppData\Roaming\jupyter\runtime\notebook_cookie_secret
[I 23:16:01.245 NotebookApp] Serving notebooks from local directory: D:\Anliven
[I 23:16:01.246 NotebookApp] 0 active kernels
[I 23:16:01.247 NotebookApp] The Jupyter Notebook is running at:
[I 23:16:01.247 NotebookApp] http://localhost:8888/?token=34be99926b1d3972f14ccc93bff0be9fa1815cc81674199f
[I 23:16:01.247 NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down all kernels (twice to skip confirmation).
[C 23:16:01.249 NotebookApp]
Copy/paste this URL into your browser when you connect for the first time,
to login with a token:
http://localhost:8888/?token=34be99926b1d3972f14ccc93bff0be9fa1815cc81674199f
[I 23:16:01.570 NotebookApp] Accepting one-time-token-authenticated connection from ::1
[W 23:16:01.915 NotebookApp] 404 GET /static/components/moment/locale/zh-cn.js?v=20171207231600 (::1) 7.04ms referer=http://localhost:8888/tree
[W 23:16:01.920 NotebookApp] 404 GET /i18n/zh-CN/LC_MESSAGES/nbjs.json?v=20171207231600 (::1) 2.00ms referer=http://localhost:8888/tree
默认浏览器将打开Jupyter的web界⾯：
在Files标签中-->New-->选择对应的NoteBook，例如Python3，将出现交互式界⾯：
每个Code输⼊区域都有⼀个对应的输出区域，输⼊代码后按 Shift-Enter 将运⾏此代码，显⽰代码中最后⼀个表达式的值；
如果希望屏蔽输出，可以在最后⼀条语句后添加⼀个分号”;”；
Code Cell的状态
In[数字]：表⽰已经执⾏的代码段，其中数字代表顺序编号
In[*]：表⽰正在执⾏的代码段，括号⾥显⽰星号*
In[]：表⽰未执⾏的代码段，括号⾥为空
如果Code Cell状态长时间显⽰In[*]，⽆法执⾏代码，可能是上⾯的执⾏框中出现错误，导致下⾯框中的代码也执⾏不了。

点击Kernel中的“Restart & Run all”来执⾏全部代码。

从上向下检查每⼀个框，找到错误代码并修改。

特别注意：如果下⾯已经运⾏出了执⾏结果，但是上⾯⼜修改了，并且出错了，那么重新执⾏的时候下⾯的执⾏结果还会保留，因为没有执⾏到这⾥来，程序在上⾯就已经出错退出了。

Cell的类型
使⽤单元(Cell)保存信息，种类包括表⽰格式化⽂本的Markdown单元和表⽰代码的Code单元等；
Code cells：⽤于写代码；
Markdown cells：写markdown⽂档，⽤来写说明，在Markdown单元中可以直接使⽤Html和Javascript；
Raw NBConvert：代码或⽂档的输出信息，可将笔记本转换成另⼀种格式（⽐如 HTML）的命令⾏⼯具；
Heading：添加标题，遵循Markdown格式；
在函数、模块、类后⾯输⼊‘?’，按住Ctrl-Entry显⽰帮助⽂档，如果是两个‘??’则显⽰源代码；
以%开始的魔术命令只对单⾏有效；
以%%开头的魔术命令放在单元的第⼀⾏，对整个单元有效；
%prun⽤于代码的执⾏性能分析，可以作为⾏命令和单元命令使⽤；
如果想关闭已经打开的终端和“ipynb”格式的笔记本，仅仅关闭其页⾯是⽆法彻底退出程序的，必须点击Running标签中对应的关闭按钮。

6-设置Jupyter Notebook远程访问
6.1- ⽣成配置⽂件
将在~/.jupyter⽬录下⽣成⼀个jupyter_notebook_config.py⽂件
$ jupyter notebook --generate-config
Writing default config to: C:\Users\anliven\.jupyter\jupyter_notebook_config.py
6.2- ⽣成⼀个密⽂密码
$ jupyter console
Jupyter console 5.2.0
Python 3.6.2 (v3.6.2:5fd33b5, Jul 8 2017, 04:57:36) [MSC v.1900 64 bit (AMD64)]
Type 'copyright', 'credits' or 'license' for more information
IPython 6.2.1 -- An enhanced Interactive Python. Type '?' for help.
In [1]: from IPython.lib import passwd
In [2]: passwd()
Enter password:
Verify password:
Out[2]: 'sha1:e16f8ee37c2d:32b310c2505bd268a408a703ada17b7c0181c5f7'
In [3]: exit
Shutting down kernel
6.3- 修改默认配置⽂件
jupyter_notebook_config.py的修改内容如下：
c.NotebookApp.ip='*'
c.NotebookApp.password = u'sha1:e16f8ee37c2d:32b310c2505bd268a408a703ada17b7c0181c5f7'
c.NotebookApp.open_browser = False
c.NotebookApp.port = 12345
6.4- 启动Jupyter Notebook
⽇志信息包括笔记⽂件的存放⽬录、启动的IP地址和端⼝、关闭⽅法等；
$ jupyter notebook
[W 23:34:18.473 NotebookApp] WARNING: The notebook server is listening on all IP addresses and not using encryption.
This is not recommended.
[I 23:34:18.643 NotebookApp] Serving notebooks from local directory: D:\Anliven
[I 23:34:18.644 NotebookApp] 0 active kernels
[I 23:34:18.644 NotebookApp] The Jupyter Notebook is running at:
[I 23:34:18.644 NotebookApp] http://[all ip addresses on your system]:12345/
[I 23:34:18.645 NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down all kernels (twice to skip confirmation)
.
6.5- 远程访问
浏览器直接访问http://<jupyter-server>:<port>可以看到jupyter的登陆界⾯。

7- ⼀些设置
7.1- 更改Jupyter notebook的⼯作空间
默认显⽰⽤户⽬录下的⾮隐藏⽂件和⽬录，例如“C:\Users\guowli\”；
1. 执⾏“jupyter notebook --generate-config”命令获取配置⽂件的位置；
2. 修改jupyter_notebook_config.py中的c.NotebookApp.notebook_dir参数，将值更改为实际的⼯作空间⽬录即可；
例如：
注意：如果不想在配置⽂件中指定默认⽬录，可以尝试在Windows系统CMD窗⼝中进⼊到指定⽬录，执⾏“jupyter notebook”即可。

7.2- 实现同时⽀持Python2和Python3
# 假定已安装Python3（通过Anaconda3安装）
# $ conda env list
# # conda environments:
# #
# base * D:\DownLoadFiles\anaconda3
conda create -n testpy2 python=2 # 建⽴⼀个Python2的虚拟环境
source activate testpy2 # 激活环境
conda install ipykernel # 安装ipykernel
python -m ipykernel install --user
source activate # 激活base环境
jupyter notebook # 启动notebook，此时可以看到Python2和Python3内核
7.3- 修改默认浏览器
在配置⽂件jupyter_notebook_config.py的c.NotebookApp.browser参数下，添加如下内容并保存。

import webbrowser
webbrowser.register("chrome", None, webbrowser.GenericBrowser(u"C:\\Program Files (x86)\\Google\\Chrome\\Application\\chrome.exe"))
c.NotebookApp.browser = 'chrome'
注意：与chrome.exe实际所在路径⼀致，并且使⽤“\\”符号来分割路径地址。

7.4- 管理插件
使⽤Jupyter NbExtensions Configurator可以简易地在Jupyter notebook中添加、设置、启⽤、禁⽤插件。

NbExtensions：
安装NbExtensions之后重启Jupyter Notebook，导航栏将出现“Nbextensions”的类⽬，点击“Nbextensions”，将看到所有的插件列表。

# 通过conda安装Nbextensions：
conda install -c conda-forge jupyter_nbextensions_configurator
# 通过pip安装Nbextensions：
pip install jupyter_nbextensions_configurator
jupyter nbextensions_configurator enable --user
根据需要勾选（启⽤）相应的插件，例如：
Codefolding：折叠代码
Code prettify：它能重新调整代码块内容的格式并进⾏美化
Collapsible Headings：使得各级标题可缩进
Notify：For long running task, the notify extension sends a notification when the notebook becomes idle.
Table of Contents (2)：⽣成Markdown内容的⽬录结构
7.5- 安装nb_conda
nb_conda可以关联Jupyter Notebook与conda的环境和包
通过conda安装nb_conda：conda install nb_conda
完成安装后，conda创建的环境将与Jupyter Notebook相关联，可以在Conda类⽬下对conda环境和包进⾏⼀系列操作，也可以在笔记本内的“Kernel”类⽬⾥的“Change kernel”切换内核。

8- 通过nbviewer查看“.ipynb”⽂件
⽰例：
如果GitHub上的.ipynb⽂件链接为：https:///anliven/Hello-Data/blob/master/test.ipynb
使⽤nbviewer打开此⽂件的地址为：https:///github/anliven/Hello-Data/tree/master/test.ipynb
9- 参考信息
必须会的Jupyter Notebook：
始于Jupyter Notebooks：⼀份全⾯的初学者实⽤指南
Jupyter Notebook介绍、安装及使⽤教程：
10- 问题处理
Jupyter notebook的启动⽇志显⽰⼤量404
[W 23:35:49.743 NotebookApp] 404 GET /static/components/moment/locale/zh-cn.js?v=20171207233418 (127.0.0.1) 6.02ms referer=http://127.0.0.1:12345/tree?
[W 23:35:49.756 NotebookApp] 404 GET /i18n/zh-CN/LC_MESSAGES/nbjs.json?v=20171207233418 (127.0.0.1) 1.98ms referer=http://127.0.0.1:12345/tree?
[I 23:50:19.421 NotebookApp] 302 POST /login?next=%2F (10.172.192.178) 1.00ms
[I 23:50:19.429 NotebookApp] 302 GET / (10.172.192.178) 0.00ms
[W 23:50:19.724 NotebookApp] 404 GET /static/components/moment/locale/zh-cn.js?v=20171207233418 (10.172.192.178) 2.01ms referer=http://10.172.192.178:12345/tree? [W 23:50:19.772 NotebookApp] 404 GET /i18n/zh-CN/LC_MESSAGES/nbjs.json?v=20171207233418 (10.172.192.178) 1.98ms referer=http://10.172.192.178:12345/tree?
问题分析：
302错误疑似notebook不应该放在d盘⽬录。

404错误疑似语⾔⽀持格式问题导致，对中⽂语⾔不适配。

问题处理：
对于学习python知识⽽⾔，⽆实质影响，暂不关注。