FastAPI 详细介绍与使用方法详解

FastAPI 详细介绍与使用方法详解

一、FastAPI 简介

FastAPI 是一个现代、高性能的 Python Web 框架，专为构建 API 而设计。它基于 Python 3.6+ 的类型提示（Type Hints）功能，结合 Starlette 和 Pydantic 库，提供了快速开发、高性能和自动生成文档的能力。FastAPI 的核心目标是让开发者能够以最少的代码量构建高效、健壮的 API 服务，同时通过类型提示和自动数据验证提升代码的可维护性和安全性。

1.1 FastAPI 的核心特性

1. 高性能
   FastAPI 的性能接近 Node.js 和 Go，得益于其底层基于 Starlette（异步 Web 框架）和 Pydantic（数据验证库）的实现。在 Python Web 框架中，FastAPI 是性能最突出的之一。

2. 易用性与快速开发

   • 类型提示：通过 Python 的类型注解，开发者可以明确接口的输入输出结构，减少调试时间。
   • 自动文档生成：FastAPI 自动为 API 生成交互式文档（Swagger UI 和 ReDoc），开发者无需手动编写文档。
   • 简洁语法：装饰器（如 @app.get）和 Pydantic 模型简化了路由和数据验证的实现。

3. 异步支持
   FastAPI 原生支持异步编程，开发者可以使用 async/await 关键字处理 I/O 密集型任务（如数据库查询、外部 API 调用），从而提高并发性能。

4. 数据验证与序列化
   FastAPI 通过 Pydantic 实现自动数据验证和序列化。开发者只需定义数据模型，框架即可自动校验请求体、查询参数和路径参数的合法性。

5. 标准化与兼容性
   FastAPI 完全兼容 OpenAPI 和 JSON Schema 标准，确保 API 的可扩展性和互操作性。

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二、FastAPI 与 Flask 的对比

特性	FastAPI	Flask
性能	高性能（异步支持）	低性能（同步为主）
开发效率	快速（自动生成文档、数据验证）	低效（需手动编写文档和验证逻辑）
类型提示	原生支持	不支持
异步编程	支持	不支持
学习曲线	略高（需熟悉类型提示和 Pydantic）	低

FastAPI 的优势在于其现代化的设计理念和对 Python 类型系统的深度集成，尤其适合需要高性能和类型安全的 API 开发场景。

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三、FastAPI 的安装与环境准备

3.1 安装依赖

FastAPI 的依赖包括框架本身和 ASGI 服务器（如 Uvicorn）。通过以下命令安装：

pip install fastapi uvicorn

• FastAPI：核心框架，提供路由、数据验证和文档生成功能。
• Uvicorn：ASGI 服务器，用于运行 FastAPI 应用。

3.2 创建第一个 FastAPI 应用

1. 创建文件 main.py
   编写一个简单的 Hello World 示例：

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

2. 启动应用
   使用 Uvicorn 运行应用：

   uvicorn main:app --reload
   

   • main:app：main.py 是文件名，app 是 FastAPI 实例。
   • --reload：开发模式下自动重启服务器（代码修改后自动生效）。

3. 访问 API 文档
   打开浏览器访问以下地址：

   • Swagger UI：http://127.0.0.1:8000/docs
   • ReDoc：http://127.0.0.1:8000/redoc

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四、FastAPI 的核心用法

4.1 路由与 HTTP 方法

FastAPI 支持常见的 HTTP 方法（GET、POST、PUT、DELETE 等），通过装饰器定义路由：

from fastapi