FastAPI 是一个现代、快速(高性能)的 Web 框架,用于构建 API,由 Starlette 构建,用于 Web 框架,使用 Pydantic 进行数据验证。FastAPI 的最大特点是其异步性,这使得它能够同时处理多个请求,从而显著提高性能。

1. 快速入门

首先,确保你的环境中已安装 FastAPI 和 Uvicorn(一个 ASGI 服务器):

pip install fastapi uvicorn 

以下是一个简单的 FastAPI 应用程序示例:

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

要运行这个应用,只需在终端中输入以下命令:

uvicorn main:app --reload 

其中 main 是你的 Python 文件名,appFastAPI 类的实例。

2. 异步函数

FastAPI 中的所有路由处理函数都必须是异步的。这意味着你需要使用 async 关键字和 await 表达式。以下是一个异步函数的例子:

from fastapi import FastAPI app = FastAPI() @app.get("/items/{item_id}") async def read_item(item_id: int): return {"item_id": item_id} 

在这个例子中,read_item 函数是一个异步函数,它接受一个路径参数 item_id,并返回一个字典。

3. Pydantic 模式

FastAPI 使用 Pydantic 来验证和解析传入的请求体。以下是一个使用 Pydantic 模式的例子:

from fastapi import FastAPI from pydantic import BaseModel app = FastAPI() class Item(BaseModel): id: int name: str @app.post("/items/") async def create_item(item: Item): return item 

在这个例子中,Item 类定义了一个 Pydantic 模式,它将被用于验证和解析传入的 JSON 数据。

4. 异步依赖注入

FastAPI 支持异步依赖注入,这意味着你可以注入异步函数或对象。以下是一个例子:

from fastapi import FastAPI, Depends from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer app = FastAPI() oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="token") async def get_current_user(token: str = Depends(oauth2_scheme)): return token @app.post("/token/") async def login_for_access_token(form_data: OAuth2PasswordRequestForm = Depends()): user = authenticate_user(username=form_data.username, password=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"} 

在这个例子中,get_current_user 函数是一个异步依赖项,它依赖于 OAuth2 密码流量。

5. 高效数据处理

FastAPI 异步处理请求的能力使其成为处理大量数据和高负载应用的首选。以下是一些提高数据处理效率的建议:

  • 使用异步数据库驱动程序,如 databases 库。
  • 避免阻塞操作,如文件读写或网络请求,使用异步库。
  • 使用缓存来减少数据库访问。

6. 监控和性能分析

为了确保你的 FastAPI 应用程序性能良好,可以使用以下工具进行监控和分析:

  • uvicorn--stats 选项,用于实时监控性能指标。
  • slowapi,用于检测慢查询。
  • fastapi--reload 选项,用于实时重新加载应用。

7. 结论

FastAPI 是一个功能强大的 Web 框架,其异步特性使其成为处理高负载和大量数据应用的首选。通过遵循上述指南,你可以充分利用 FastAPI 的异步魔力,创建高性能、可扩展的 API。