FastAPI

FastAPI 框架，高效能，易於學習，快速開發，適用於生產環境

文件： https://fastapi.tiangolo.com

程式碼： https://github.com/tiangolo/fastapi

FastAPI 是一個現代、快速（高效能）的 web 框架，用於 Python 並採用標準 Python 型別提示。

主要特點包含：

快速：非常高的效能，可與 NodeJS 和 Go 效能相當 (歸功於 Starlette and Pydantic)。 FastAPI 是最快的 Python web 框架之一。
極速開發：提高開發功能的速度約 200% 至 300%。 *
更少的 Bug：減少約 40% 的人為（開發者）導致的錯誤。 *
直覺：具有出色的編輯器支援，處處都有自動補全以減少偵錯時間。
簡單：設計上易於使用和學習，大幅減少閱讀文件的時間。
簡潔：最小化程式碼重複性。可以通過不同的參數聲明來實現更豐富的功能，和更少的錯誤。
穩健：立即獲得生產級可用的程式碼，還有自動生成互動式文件。
標準化：基於 (且完全相容於) OpenAPIs 的相關標準：OpenAPI（之前被稱為 Swagger）和JSON Schema。

* 基於內部開發團隊在建立生產應用程式時的測試預估。

贊助¶

其他贊助商

評價¶

"[...] 近期大量的使用 FastAPI。 [...] 目前正在計畫在微軟團隊的機器學習服務中導入。其中一些正在整合到核心的 Windows 產品和一些 Office 產品。"

Kabir Khan - Microsoft (ref)

"我們使用 FastAPI 來建立產生預測結果的 REST 伺服器。 [for Ludwig]"

Piero Molino, Yaroslav Dudin, and Sai Sumanth Miryala - Uber (ref)

"Netflix 很榮幸地宣布開源危機管理協調框架： Dispatch! [是使用 FastAPI 建構]"

Kevin Glisson, Marc Vilanova, Forest Monsen - Netflix (ref)

"我對 FastAPI 興奮得不得了。它太有趣了！"

Brian Okken - Python Bytes podcast host (ref)

"老實說，你建造的東西看起來非常堅固和精緻。在很多方面，這就是我想要的，看到有人建造它真的很鼓舞人心。"

Timothy Crosley - Hug creator (ref)

"如果您想學習一種用於構建 REST API 的現代框架，不能錯過 FastAPI [...] 它非常快速、且易於使用和學習 [...]"

"我們的 APIs 已經改用 FastAPI [...] 我想你會喜歡它 [...]"

Ines Montani - Matthew Honnibal - Explosion AI 創辦人 - spaCy creators (ref) - (ref)

"如果有人想要建立一個生產環境的 Python API，我強烈推薦 FastAPI，它設計精美，使用簡單且高度可擴充，它已成為我們 API 優先開發策略中的關鍵組件，並且驅動了許多自動化服務，例如我們的 Virtual TAC Engineer。"

Deon Pillsbury - Cisco (ref)

Typer，命令列中的 FastAPI¶

如果你不是在開發網頁 API，而是正在開發一個在終端機中運行的命令列應用程式，不妨嘗試 Typer。

Typer 是 FastAPI 的小兄弟。他立志成為命令列的 FastAPI。 ⌨️ 🚀

安裝需求¶

FastAPI 是站在以下巨人的肩膀上：

Starlette 負責網頁的部分
Pydantic 負責資料的部分

安裝¶

$ pip install fastapi

---> 100%

你同時也會需要 ASGI 伺服器用於生產環境，像是 Uvicorn 或 Hypercorn。

$ pip install "uvicorn[standard]"

---> 100%

範例¶

建立¶

建立一個 python 檔案 main.py，並寫入以下程式碼：

from typing import Union

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()


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


@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: Union[str, None] = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}

或可以使用 async def...

如果你的程式使用 async / await，請使用 async def：

from typing import Union

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()


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


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

注意：

如果你不知道是否會用到，可以查看 "In a hurry?" 章節中，關於 async 和 await 的部分。

運行¶

使用以下指令運行伺服器：

$ uvicorn main:app --reload

INFO:     Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
INFO:     Started reloader process [28720]
INFO:     Started server process [28722]
INFO:     Waiting for application startup.
INFO:     Application startup complete.

關於指令 uvicorn main:app --reload...

該指令 uvicorn main:app 指的是：

main：main.py 檔案（一個 python 的 "模組"）。
app：在 main.py 檔案中，使用 app = FastAPI() 建立的物件。
--reload：程式碼更改後會自動重新啟動，請僅在開發時使用此參數。

檢查¶

使用瀏覽器開啟 http://127.0.0.1:8000/items/5?q=somequery。

你將會看到以下的 JSON 回應：

{"item_id": 5, "q": "somequery"}

你已經建立了一個具有以下功能的 API：

透過路徑 / 和 /items/{item_id} 接受 HTTP 請求。
以上路經都接受 GET 請求（也被稱為 HTTP 方法）。
路徑 /items/{item_id} 有一個 int 型別的 item_id 參數。
路徑 /items/{item_id} 有一個 str 型別的查詢參數 q。

互動式 API 文件¶

使用瀏覽器開啟 http://127.0.0.1:8000/docs。

你會看到自動生成的互動式 API 文件（由 Swagger UI 生成）：

Swagger UI

ReDoc API 文件¶

使用瀏覽器開啟 http://127.0.0.1:8000/redoc。

你將看到 ReDoc 文件 (由 ReDoc 生成)：

ReDoc

範例升級¶

現在繼續修改 main.py 檔案，來接收一個帶有 body 的 PUT 請求。

我們使用 Pydantic 來使用標準的 Python 型別聲明請求。

from typing import Union

from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel

app = FastAPI()


class Item(BaseModel):
    name: str
    price: float
    is_offer: Union[bool, None] = None


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


@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: Union[str, None] = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}


@app.put("/items/{item_id}")
def update_item(item_id: int, item: Item):
    return {"item_name": item.name, "item_id": item_id}

伺服器將自動重新載入（因為在上一步中，你向 uvicorn 指令添加了 --reload 的選項）。

互動式 API 文件升級¶

使用瀏覽器開啟 http://127.0.0.1:8000/docs。

互動式 API 文件會自動更新，並加入新的 body 請求：

Swagger UI

點擊 "Try it out" 按鈕，你可以填寫參數並直接與 API 互動：

Swagger UI interaction

然後點擊 "Execute" 按鈕，使用者介面將會向 API 發送請求，並將結果顯示在螢幕上：

Swagger UI interaction

ReDoc API 文件升級¶

使用瀏覽器開啟 http://127.0.0.1:8000/redoc。

ReDoc API 文件會自動更新，並加入新的參數和 body 請求：

ReDoc

總結¶

總結來說，你就像宣告函式的參數型別一樣，只宣告了一次請求參數和請求主體參數等型別。

你使用 Python 標準型別來完成聲明。

你不需要學習新的語法、類別、方法或函式庫等等。

只需要使用 Python 以上的版本。

舉個範例，比如宣告 int 的型別：

item_id: int

或是一個更複雜的 Item 模型：

item: Item

在進行一次宣告後，你將獲得：

編輯器支援：
- 自動補全
- 型別檢查
資料驗證：
- 驗證失敗時自動生成清楚的錯誤訊息
- 可驗證多層巢狀的 JSON 物件
轉換輸入的資料：轉換來自網路請求到 Python 資料型別。包含以下數據：
- JSON
- 路徑參數
- 查詢參數
- Cookies
- 請求標頭
- 表單
- 文件
轉換輸出的資料：轉換 Python 資料型別到網路傳輸的 JSON：
- 轉換 Python 型別 (str、 int、 float、 bool、 list 等)
- datetime 物件
- UUID 物件
- 數據模型
- ...還有其他更多
自動生成的 API 文件，包含 2 種不同的使用介面：
- Swagger UI
- ReDoc

回到前面的的程式碼範例，FastAPI 還會：

驗證 GET 和 PUT 請求路徑中是否包含 item_id。
驗證 GET 和 PUT 請求中的 item_id 是否是 int 型別。
- 如果驗證失敗，將會返回清楚有用的錯誤訊息。
查看 GET 請求中是否有命名為 q 的查詢參數 (例如 http://127.0.0.1:8000/items/foo?q=somequery)。
- 因為 q 參數被宣告為 = None，所以是選填的。
- 如果沒有宣告 None，則此參數將會是必填 (例如 PUT 範例的請求 body)。
對於 PUT 的請求 /items/{item_id}，將會讀取 body 為 JSON：
- 驗證是否有必填屬性 name 且型別是 str。
- 驗證是否有必填屬性 price 且型別是 float。
- 驗證是否有選填屬性 is_offer 且型別是 bool。
- 以上驗證都適用於多層次巢狀 JSON 物件。
自動轉換 JSON 格式。
透過 OpenAPI 文件來記錄所有內容，可以被用於：
- 互動式文件系統。
- 自動為多種程式語言生成用戶端的程式碼。
提供兩種交互式文件介面。

雖然我們只敘述了表面的功能，但其實你已經理解了它是如何執行。

試著修改以下程式碼：

    return {"item_name": item.name, "item_id": item_id}

從：

        ... "item_name": item.name ...

修改為：

        ... "item_price": item.price ...

然後觀察你的編輯器，會自動補全並且還知道他們的型別：

editor support

有關更多功能的完整範例，可以參考教學 - 使用者指南。

劇透警告：教學 - 使用者指南內容有：

對來自不同地方的參數進行宣告：像是 headers, cookies, form 表單以及上傳檔案。
如何設定 驗證限制 像是 maximum_length or regex。
簡單且非常容易使用的 依賴注入 系統。
安全性和身份驗證，包含提供支援 OAuth2、JWT tokens 和 HTTP Basic 驗證。
更進階 (但同樣簡單) 的宣告 多層次的巢狀 JSON 格式 (感謝 Pydantic)。
GraphQL 與 Strawberry 以及其他的相關函式庫進行整合。
更多其他的功能 (感謝 Starlette) 像是：
- WebSockets
- 於 HTTPX 和 pytest 的非常簡單測試
- CORS
- Cookie Sessions
- ...以及更多

效能¶

來自獨立機構 TechEmpower 的測試結果，顯示在 Uvicorn 執行下的 FastAPI 是最快的 Python 框架之一，僅次於 Starlette 和 Uvicorn 本身 (兩者是 FastAPI 的底層)。 (*)

想了解更多訊息，可以參考測試結果。

可選的依賴套件¶

用於 Pydantic：

email_validator - 用於電子郵件驗證。
pydantic-settings - 用於設定管理。
pydantic-extra-types - 用於與 Pydantic 一起使用的額外型別。

用於 Starlette：

httpx - 使用 TestClient時必須安裝。
jinja2 - 使用預設的模板配置時必須安裝。
python-multipart - 需要使用 request.form() 對表單進行 "解析" 時安裝。
itsdangerous - 需要使用 SessionMiddleware 支援時安裝。
pyyaml - 用於支援 Starlette 的 SchemaGenerator (如果你使用 FastAPI，可能不需要它)。

用於 FastAPI / Starlette：

uvicorn - 用於加載和運行應用程式的服務器。
orjson - 使用 ORJSONResponse時必須安裝。
ujson - 使用 UJSONResponse 時必須安裝。

你可以使用 pip install "fastapi[all]" 來安裝這些所有依賴套件。

授權¶

該項目遵循 MIT 許可協議。