Intel Extension for PyTorch 中 setuptools 版本兼容性问题解析

问题背景

在使用 Intel Extension for PyTorch (IPEX) 时，开发者可能会遇到一个常见的导入错误："ImportError: cannot import name 'packaging' from 'pkg_resources'"。这个问题通常出现在使用较新版本的 setuptools 工具包时，特别是在 Python 3.10 或 3.11 环境中。

错误现象

当用户尝试导入 IPEX 模块时，系统会抛出以下错误堆栈：

Traceback (most recent call last):
  File "<string>", line 1, in <module>
  File ".../intel_extension_for_pytorch/__init__.py", line 111, in <module>
    from . import xpu
  File ".../intel_extension_for_pytorch/xpu/__init__.py", line 27, in <module>
    from .cpp_extension import *
  File ".../intel_extension_for_pytorch/xpu/cpp_extension.py", line 16, in <module>
    from torch.utils.cpp_extension import _TORCH_PATH
  File ".../torch/utils/cpp_extension.py", line 28, in <module>
    from pkg_resources import packaging
ImportError: cannot import name 'packaging' from 'pkg_resources'

根本原因

这个问题的根源在于 setuptools 包的一个重大变更。在较新版本的 setuptools 中，packaging 模块不再通过 pkg_resources 提供，而是需要直接导入。然而，PyTorch 2.1.x 版本中的 cpp_extension.py 文件仍然尝试从 pkg_resources 导入 packaging 模块。

解决方案

目前有两种可行的解决方案：

1. 降级 setuptools 版本： 执行以下命令将 setuptools 降级到兼容版本：

   pip install setuptools==69.5.1
   

   或者使用 conda 命令：

   conda install 'setuptools<70.0.0'
   

2. 升级 PyTorch 版本： 这个问题在 PyTorch 2.2.0 及更高版本中已经修复，因为相关代码已被移除。如果项目允许，可以考虑升级 PyTorch 版本。

技术细节

packaging 模块是 Python 打包生态系统中用于处理版本号和其他打包相关功能的核心组件。在 setuptools 的更新中，开发团队重构了模块结构，将 packaging 从 pkg_resources 中分离出来，以提高代码的模块化和可维护性。

PyTorch 的 C++ 扩展系统依赖于这个模块来处理扩展编译过程中的版本兼容性问题。当 setuptools 更新后，原有的导入方式不再有效，导致了上述错误。

最佳实践

对于使用 Intel Extension for PyTorch 的开发者，建议：

1. 在新环境搭建时，预先安装兼容版本的 setuptools
2. 在项目文档中明确 setuptools 版本要求
3. 考虑使用虚拟环境来隔离不同项目的依赖关系
4. 长期来看，计划升级到支持新 setuptools 版本的 PyTorch

总结

这个兼容性问题展示了 Python 生态系统中依赖管理的重要性。虽然通过降级 setuptools 可以快速解决问题，但从长远来看，保持依赖项更新是更可持续的解决方案。Intel 已经在官方文档中加入了 setuptools 版本要求的说明，帮助开发者避免此类问题。