揭秘FastAPI：轻松实现高效Web服务的代码实践

FastAPI 是一个现代、快速（高性能）的 Web 框架，用于构建 API，由 Python 3.6+ 支持。它基于标准 Python 类型提示，旨在提供快速的开发体验，同时保持生产就绪。本文将深入探讨 FastAPI 的核心概念，并通过实际代码示例展示如何轻松实现高效Web服务。

FastAPI 简介

FastAPI 的设计目标是提供一种简单、直观的方式来创建 Web API。它结合了 Python 中的异步编程和类型提示，使得开发者能够快速构建高性能的 API。

核心特性

异步支持：FastAPI 利用 Python 3.7+ 的 async 和 await 关键字，允许你编写异步函数来处理 HTTP 请求。
类型提示：FastAPI 使用 Python 类型提示来验证请求和响应的数据，这可以减少错误并提高代码的可读性。
自动文档：FastAPI 自动生成交互式 API 文档，可以直接在浏览器中访问。

快速开始

要开始使用 FastAPI，首先需要安装 FastAPI 和 Uvicorn（一个 ASGI 服务器）：

pip install fastapi uvicorn

然后，创建一个名为 main.py 的文件，并添加以下代码：

from fastapi import FastAPI app = FastAPI() @app.get("/") async def read_root(): return {"Hello": "World"}

运行以下命令启动服务器：

uvicorn main:app --reload

现在，你可以通过访问 http://127.0.0.1:8000/ 来查看结果。

定义路由和操作

FastAPI 使用 Python 函数来定义路由和操作。以下是一个简单的例子，展示了如何定义一个获取用户信息的路由：

from fastapi import FastAPI, HTTPException from pydantic import BaseModel app = FastAPI() class User(BaseModel): username: str age: int @app.post("/users/") async def create_user(user: User): # 保存用户信息到数据库 # ... return user

在这个例子中，我们定义了一个 User 模型来验证和解析请求体中的数据。create_user 函数是一个异步函数，它接受一个 User 对象，并返回该对象。

异步函数

FastAPI 支持异步函数，这使得你可以利用 Python 的 asyncio 库来处理并发请求。以下是一个异步函数的例子：

from fastapi import FastAPI import time app = FastAPI() @app.get("/items/{item_id}") async def read_item(item_id: int): await asyncio.sleep(1) # 模拟异步操作 return {"item_id": item_id}

在这个例子中，read_item 函数异步地等待 1 秒，然后返回一个包含 item_id 的字典。

类型提示和依赖注入

FastAPI 使用类型提示来验证请求和响应的数据。此外，它还支持依赖注入，这使得你可以轻松地将数据库连接、认证令牌等依赖项注入到你的函数中。

以下是一个使用类型提示和依赖注入的例子：

from fastapi import FastAPI, Depends, HTTPException from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer app = FastAPI() oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="token") @app.post("/token") async def login_for_access_token(form_data: OAuth2PasswordRequestForm = Depends()): user = authenticate_user(fake_db, form_data.username, form_data.password) if not user: raise HTTPException( status_code=status.HTTP_401_UNAUTHORIZED, detail="Incorrect username or password", headers={"WWW-Authenticate": "Bearer"}, ) access_token = create_access_token(data={"sub": user.username}) return {"access_token": access_token, "token_type": "bearer"} @app.get("/users/me") async def read_users_me(token: str = Depends(oauth2_scheme)): current_user = get_current_user(token) return current_user

在这个例子中，我们使用 OAuth2PasswordBearer 来验证令牌，并使用 Depends 函数将依赖项注入到函数中。