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什么是 FastAPI？

FastAPI 是一個基于 Python 的 高性能 Web 框架，專注于快速構建 API 服務。它的設計目標是：

快速：用最少的代碼實現高效的 API 服務。
現代化：充分利用 Python 的類型注解和異步編程，讓開發更簡單。
自動化：內置 Swagger 文檔和數據驗證，無需額外配置。
高性能：基于 Starlette 和 Pydantic，性能媲美 Node.js 和 Go。

一句話概括：FastAPI 是為高性能、高效率、高可讀性 API 開發而生的框架。

為什么選擇 FastAPI？

以下是 FastAPI 相比其他框架（如 Flask、Django Rest Framework）的優勢：

1. 高性能

FastAPI 基于 ASGI（Asynchronous Server Gateway Interface），支持異步編程，性能極高。其響應速度和吞吐量可媲美 Node.js 和 Go。

2. 類型安全

FastAPI 利用了 Python 的類型注解，讓代碼更加安全、清晰。例如，參數類型和返回類型都可以明確指定，減少了運行時錯誤。

3. 自動生成 API 文檔

FastAPI 內置了自動生成交互式文檔的功能，支持 Swagger 和 Redoc，無需額外安裝插件。文檔不僅易于查看，還可以直接測試接口。

4. 數據驗證和序列化

FastAPI 集成了 Pydantic，用于數據校驗和序列化。輸入的參數會被自動驗證，錯誤會以統一格式返回，開發者無需手動處理。

5. 易上手

相比 Flask，FastAPI 的代碼更簡潔；相比 Django，它更輕量級，非常適合快速開發。

如何安裝 FastAPI？

安裝 FastAPI 和運行服務所需的 Uvicorn 只需兩行命令：

pip install fastapi

pip install uvicorn[standard]

快速上手：第一個 FastAPI 應用

以下是一個最基礎的 FastAPI 示例，用來創建一個簡單的 REST API：

from fastapi import FastAPI



app = FastAPI()



@app.get("/")

defread_root():

    return {"message": "Hello, FastAPI!"}



@app.get("/items/{item_id}")

defread_item(item_id: int, q: str = None):

    return {"item_id": item_id, "query": q}

保存為?main.py，然后運行：

uvicorn main:app --reload

打開瀏覽器訪問?http://127.0.0.1:8000/，你會看到：

{"message": "Hello, FastAPI!"}

FastAPI 的核心功能

FastAPI 提供了一系列現代化的功能，以下是一些常用的核心功能：

1. 路由與參數處理

FastAPI 支持通過路徑參數、查詢參數和請求體接收數據，語法直觀。

路徑參數

@app.get("/users/{user_id}")

defget_user(user_id: int):

    return {"user_id": user_id}

訪問?http://127.0.0.1:8000/users/42，返回：

{"user_id": 42}

查詢參數

@app.get("/search")

defsearch_items(keyword: str, limit: int = 10):

    return {"keyword": keyword, "limit": limit}

訪問?http://127.0.0.1:8000/search?keyword=FastAPI&limit=5，返回：

{"keyword": "FastAPI", "limit": 5}

2. 請求體處理和數據驗證

FastAPI 使用 Pydantic 模型來處理請求體數據，同時自動進行校驗。

定義請求體模型

from pydantic import BaseModel



classItem(BaseModel):

    name: str

    price: float

    is_offer: bool = None

接收請求體

@app.post("/items/")

defcreate_item(item: Item):

    return {"item": item}

向?http://127.0.0.1:8000/items/?發送以下 JSON 數據：

{

    "name": "Laptop",

    "price": 999.99,

    "is_offer": true

}

服務器會返回：

{

    "item": {

        "name": "Laptop",

        "price": 999.99,

        "is_offer": true

    }

}

3. 異步支持

FastAPI 原生支持異步編程，可以輕松處理高并發請求。

import asyncio



@app.get("/async")

asyncdefasync_endpoint():

    await asyncio.sleep(1)

    return {"message": "This is an async response!"}

異步接口在高并發場景下的表現尤為出色。

4. 自動生成 API 文檔

FastAPI 內置了 Swagger 和 Redoc 文檔，訪問以下路徑即可查看：

Swagger 文檔：http://127.0.0.1:8000/docs
Redoc 文檔：http://127.0.0.1:8000/redoc

文檔不僅展示了所有接口，還允許你在線測試，非常方便！

5. 中間件和依賴注入

FastAPI 提供了靈活的中間件和依賴注入功能，可以輕松實現請求前后處理、數據庫連接等任務。

示例：自定義中間件

from fastapi import FastAPIfrom starlette.middleware.base import BaseHTTPMiddlewareapp = FastAPI()classCustomMiddleware(BaseHTTPMiddleware):asyncdefdispatch(self, request, call_next):        print("Before request")        response = await call_next(request)        print("After request")return responseapp.add_middleware(CustomMiddleware)