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揭秘FastAPI：Python如何打造极致性能的Web应用秘籍

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FastAPI是一个现代、快速（高性能）的Web框架，用于构建API，由Python 3.6+编写。它基于标准Python类型提示，并使用Starlette和Pydantic。FastAPI旨在成为构建API的“最佳实践”，它简单易用，同时提供了许多高级功能。

快速入门

要开始使用FastAPI，首先需要安装FastAPI和Uvicorn（一个ASGI服务器）。以下是基本的安装和运行步骤：

# 安装FastAPI
pip install fastapi uvicorn

# 创建一个名为main.py的文件
from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/")
async def read_root():
    return {"Hello": "World"}

然后，在终端中运行以下命令：

uvicorn main:app --reload

访问 http://127.0.0.1:8000，你应该会看到一个响应为 {"Hello": "World"} 的页面。

FastAPI的核心特性

类型提示

FastAPI利用Python的类型提示来提供自动完成、类型检查和验证等功能。这意味着你可以通过类型提示来定义请求和响应的数据结构。

from pydantic import BaseModel

class Item(BaseModel):
    id: int
    name: str
    description: str = None
    price: float
    tax: float = None

自动文档

FastAPI会自动生成一个交互式的API文档，你可以通过访问 /docs 或 /redoc 来查看。

性能

FastAPI在性能方面非常出色。它使用了Starlette作为Web服务器，并使用了Uvicorn作为ASGI服务器。这使得FastAPI在处理大量请求时非常高效。

依赖注入

FastAPI使用依赖注入来处理依赖项。这意味着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路由中。

from fastapi import FastAPI, Depends, HTTPException

app = FastAPI()

@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int, q: str = None):
    if q:
        return {"item_id": item_id, "q": q}
    else:
        return {"item_id": item_id}

异步支持

FastAPI是完全异步的，这意味着它可以利用Python的异步特性来提高性能。

@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int):
    # 模拟异步操作
    await asyncio.sleep(2)
    return {"item_id": item_id}

高级特性

权限和认证

FastAPI支持多种权限和认证方法，如OAuth2、JWT、Basic Auth等。

from fastapi import Depends, HTTPException, status
from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer, OAuth2PasswordRequestForm

oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="token")

@app.post("/token")
async def login(form_data: OAuth2PasswordRequestForm = Depends()):
    # 这里应该有用户验证逻辑
    return {"access_token": "token", "token_type": "bearer"}

@app.get("/users/me")
async def read_users_me(token: str = Depends(oauth2_scheme)):
    # 这里应该有用户验证逻辑
    return {"username": "test"}

数据库集成

FastAPI可以轻松地与各种数据库集成，如SQLAlchemy、Gino、Tortoise ORM等。

from fastapi import FastAPI
from sqlalchemy.orm import Session
from . import models, schemas

app = FastAPI()

# 创建数据库模型
models.Base.metadata.create_all(bind=engine)

@app.post("/items/")
def create_item(item: schemas.Item, db: Session = Depends(get_db)):
    db_item = models.Item(name=item.name, description=item.description, price=item.price)
    db.add(db_item)
    db.commit()
    db.refresh(db_item)
    return db_item

总结

FastAPI是一个功能强大、易于使用的Web框架，适用于构建高性能的API。它提供了许多高级特性，如类型提示、自动文档、异步支持等。如果你正在寻找一个快速、高效、易于使用的Web框架，FastAPI绝对是一个值得考虑的选择。

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