在 Python 的 Web 框架生态中，Django 和 Flask 一直是主流选择。然而，随着技术的发展，特别是在异步编程、自动文档生成和快速开发需求的推动下，FastAPI 作为一个新兴的 Python Web 框架脱颖而出。FastAPI 不仅以其高性能和易用性著称，还凭借其先进的设计理念为开发者提供了一种全新的 API 构建体验。
1. 什么是 FastAPI？
FastAPI 是一个现代、快速（高性能）的 Web 框架，基于标准的 Python 类型提示构建。它专为构建 API 而设计，支持同步和异步编程，使用了 Pydantic 进行数据验证，并自动生成 OpenAPI 和 JSON Schema 文档。
FastAPI 的核心特性
- 性能卓越：FastAPI 的性能与 Node.js 和 Go 相媲美，在 Python 框架中表现出色。得益于 Starlette 和 Pydantic 的支持，FastAPI 在处理并发请求时表现尤为优异。
- 简洁优雅的代码：FastAPI 强烈依赖 Python 的类型提示，通过类型提示不仅能提供自动的数据验证和转换，还能自动生成交互式 API 文档。这种特性极大地提升了开发效率和代码的可维护性。
- 自动生成 API 文档：FastAPI 内置支持生成基于 OpenAPI 的文档，并自动生成 Swagger UI 和 ReDoc 界面，使开发者可以轻松测试和调试 API。
- 异步支持：FastAPI 对
async和await的原生支持，使其成为构建高并发应用的理想选择，如 WebSocket、后台任务、或其他 I/O 密集型任务。
2. 快速上手 FastAPI
以下是一个简单的 FastAPI 应用示例，帮助你快速了解其基本用法。
安装 FastAPI 和 Uvicorn
首先，通过 pip 安装 FastAPI 和 Uvicorn（一个 ASGI 服务器）：
bash
代码解读
复制代码
pip install fastapi uvicorn
编写一个简单的应用
python
代码解读
复制代码
from fastapi import FastAPI
app = FastAPI()
@app.get("/")
async def read_root():
return {"message": "Hello, FastAPI!"}
@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int, q: str = None):
return {"item_id": item_id, "q": q}
启动应用
使用 Uvicorn 运行 FastAPI 应用：
bash
代码解读
复制代码
uvicorn main:app --reload
在浏览器中访问 http://127.0.0.1:8000/，你会看到 {"message": "Hello, FastAPI!"} 的返回结果。
自动生成的 API 文档
FastAPI 提供了自动生成的交互式 API 文档：
- Swagger UI: http://127.0.0.1:8000/docs
- ReDoc: http://127.0.0.1:8000/redoc
开发者可以在这些页面上直接测试 API，极大地方便了开发与调试。
3. FastAPI 强扩展性
FastAPI 不仅易于上手，还具备强大的扩展性。以下是一些常用的高级功能：
示例
python
代码解读
复制代码
from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel
import asyncio
app = FastAPI()
# 模拟一个数据库连接函数
def get_db():
db = {"connection": "Connected to the database"}
try:
yield db # 返回数据库连接对象
finally:
db["connection"] = "Disconnected from the database"
class Item(BaseModel):
name: str
description: str = None
price: float
tax: float = None
# 使用依赖注入的路由
@app.get("/connect/")
async def read_connect(db: dict = Depends(get_db)):
return {"message": "Using database connection", "db_status": db["connection"]}
@app.get("/items/")
async def read_items():
await asyncio.sleep(3) # 模拟一个耗时 3 秒的异步操作
return {"message": "Items retrieved after 3 seconds"}
@app.post("/items/")
async def create_item(item: Item):
return {"item_name": item.name, "item_price": item.price}
- 请求体和数据验证：通过 Pydantic 模型定义请求体，FastAPI 会自动进行数据验证和错误处理。
python
- 代码解读
- 复制代码
from pydantic import BaseModel
class Item(BaseModel):
name: str
description: str = None
price: float
tax: float = None
- 依赖注入：FastAPI 的依赖注入系统非常灵活，适合管理数据库连接、用户身份验证等资源。
- 异步任务和后台任务：FastAPI 原生支持异步任务，使其在处理高并发请求时更加高效。
结语
FastAPI 是一个功能强大且现代化的 Python Web 框架，特别适合需要高性能和快速开发的项目。其简洁的代码风格和强大的文档支持，使得即使是初学者也能轻松上手。
而对于有经验的开发者，FastAPI 提供了丰富的功能和灵活的扩展能力，是构建现代 Web 应用和 API 的理想选择。如果你正在寻找一个性能卓越且易于使用的 Python 框架，不妨尝试一下 FastAPI。
