pip如何按requirements.txt指定版本构建wheel解决依赖冲突

现有requirements.txt依赖文件内容如下：

matplotlib==3.4.2
numpy==1.22.4

执行依赖安装命令（原书写命令漏写install参数，正确命令为pip install -r requirements.txt）完成部署后，运行python -c "import matplotlib"触发如下报错：

File "<string>", line 1, in <module>
  File "/usr/local/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/__init__.py", line 107, in <module>
    from . import _api, cbook, docstring, rcsetup
  File "/usr/local/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/rcsetup.py", line 26, in <module>
    from matplotlib.colors import Colormap, is_color_like
  File "/usr/local/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/colors.py", line 82, in <module>
    from matplotlib import _api, cbook, scale
  File "/usr/local/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/scale.py", line 18, in <module>
    from matplotlib.ticker import (
  File "/usr/local/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/ticker.py", line 179, in <module>
    from matplotlib import transforms as mtransforms
  File "/usr/local/lib/python3.10/site-packages/matplotlib/transforms.py", line 46, in <module>
    from matplotlib._path import (
ImportError: numpy.core.multiarray failed to import

已知环境约束：

• 运行环境为Python 3.10
• 项目依赖numba，其版本要求numpy<1.23，无法将numpy升级至1.23及以上版本
• 报错根因为：pip安装matplotlib构建wheel包时，默认的隔离构建环境会拉取满足构建要求的最新numpy（1.23版本）完成C扩展编译，代码运行时加载的是requirements.txt指定的numpy 1.22.4版本，numpy C扩展跨小版本不兼容导致导入失败。

以下方案均满足numpy<1.23的版本约束，可根据实际场景选择：

• 方案1：关闭构建隔离，提前锁定numpy版本
  pip默认开启构建隔离，会为每个需要源码编译的包创建独立临时环境安装构建依赖，不受requirements.txt版本约束。关闭构建隔离后，构建过程会直接复用当前环境已安装的依赖，不会临时拉取高版本numpy。
  操作步骤：
  1. 调整requirements.txt顺序，将numpy放在所有依赖的最前面，保证优先安装：

     numpy==1.22.4
     matplotlib==3.4.2
     # 其余项目依赖（包括numba）按原有顺序填写
     

  2. 执行安装命令时添加--no-build-isolation参数：

     pip install --no-build-isolation -r requirements.txt
     

• 方案2：升级matplotlib到兼容numpy 1.22.x的预编译版本
  matplotlib==3.4.2发布时间早于Python 3.10正式版，没有对应Python 3.10的官方预编译wheel，安装时必然触发源码构建，容易出现构建版本和运行版本不一致问题。matplotlib==3.5.3是官方适配Python 3.10的稳定版本，兼容numpy 1.21.x~1.22.x全系列，同时满足numba的numpy版本约束，直接安装预编译包即可避免编译带来的版本问题，仅需调整requirements.txt中matplotlib版本号：

  matplotlib==3.5.3
  numpy==1.22.4
  # 其余依赖保持原有版本即可
  

• 方案3：通过pip约束文件强制指定构建阶段依赖版本
  无需调整原有requirements.txt内容，单独创建构建约束文件build-constraints.txt，明确指定构建阶段使用的numpy版本：

  numpy==1.22.4
  

  安装时通过--constraint参数加载约束，规则会同时作用于运行时依赖和构建依赖：

  pip install -r requirements.txt --constraint build-constraints.txt
  

注意：如果之前已经安装过版本不兼容的matplotlib，执行上述操作前先运行pip uninstall -y matplotlib numpy清理旧版本，避免缓存或残留文件影响安装结果。

内容的提问来源于stack exchange，提问作者Nicolas Mauti