FastAPI 简介

FastAPI 是现代、高性能的 Python Web 框架，基于 Starlette 和 Pydantic 构建。

核心优势：

  • 性能媲美 NodeJS 和 Go
  • 自动生成 API 文档（Swagger UI）
  • 类型提示，编辑器支持友好
  • 异步支持，高并发场景首选

安装

pip install fastapi uvicorn

最简单的 API

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/")
def home():
    return {"message": "Hello FastAPI"}

@app.get("/items/{item_id}")
def get_item(item_id: int):
    return {"item_id": item_id}

运行服务器：

uvicorn main:app --reload

访问：

路由与请求方法

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

# GET 请求
@app.get("/users")
def get_users():
    return {"users": ["Alice", "Bob"]}

# POST 请求
@app.post("/users")
def create_user(name: str):
    return {"created": name}

# PUT 请求
@app.put("/users/{user_id}")
def update_user(user_id: int, name: str):
    return {"updated": user_id, "name": name}

# DELETE 请求
@app.delete("/users/{user_id}")
def delete_user(user_id: int):
    return {"deleted": user_id}

请求参数

查询参数

@app.get("/search")
def search(q: str, limit: int = 10):
    return {"query": q, "limit": limit}

# 访问: /search?q=python&limit=5

路径参数

@app.get("/items/{item_id}")
def get_item(item_id: int):
    return {"item_id": item_id}

# 访问: /items/123

请求体（JSON）

from pydantic import BaseModel

class User(BaseModel):
    name: str
    age: int
    email: str

@app.post("/users")
def create_user(user: User):
    return {"created": user.name, "age": user.age}

# POST body: {"name": "Alice", "age": 25, "email": "alice@example.com"}

Pydantic 数据验证

FastAPI 使用 Pydantic 自动验证数据：

from pydantic import BaseModel, EmailStr, Field

class Item(BaseModel):
    name: str = Field(min_length=1, max_length=50)
    price: float = Field(gt=0)  # 必须大于 0
    quantity: int = Field(default=1, ge=0)  # 默认1，最小0
    email: EmailStr  # 验证邮箱格式

@app.post("/items")
def create_item(item: Item):
    return item

# 自动验证：
# - name 长度 1-50
# - price > 0
# - quantity >= 0
# - email 格式正确

验证失败自动返回 422 错误，带详细错误信息。

异步支持

import asyncio

@app.get("/async-demo")
async def async_endpoint():
    await asyncio.sleep(1)
    return {"message": "异步处理完成"}

# 异步数据库查询示例
@app.get("/users-db")
async def get_users():
    users = await fetch_users_from_db()  # 异步查询
    return users

响应模型

定义响应格式：

from pydantic import BaseModel

class UserResponse(BaseModel):
    id: int
    name: str
    email: str

@app.get("/users/{user_id}", response_model=UserResponse)
def get_user(user_id: int):
    # 返回数据会按 UserResponse 格式过滤
    user_data = {
        "id": user_id,
        "name": "Alice",
        "email": "alice@example.com",
        "password": "secret"  # 会被过滤掉
    }
    return user_data

错误处理

from fastapi import HTTPException

@app.get("/items/{item_id}")
def get_item(item_id: int):
    if item_id > 100:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")
    return {"item_id": item_id}

中间件

from fastapi import Request
import time

@app.middleware("http")
async def log_requests(request: Request, call_next):
    start = time.time()
    response = await call_next(request)
    duration = time.time() - start
    print(f"{request.method} {request.url} - {duration:.2f}s")
    return response

静态文件与模板

from fastapi import FastAPI
from fastapi.staticfiles import StaticFiles
from fastapi.templating import Jinja2Templates

app = FastAPI()
app.mount("/static", StaticFiles(directory="static"), name="static")
templates = Jinja2Templates(directory="templates")

@app.get("/page")
def page(request: Request):
    return templates.TemplateResponse("index.html", {"request": request})

完整示例：REST API

from fastapi import FastAPI, HTTPException
from pydantic import BaseModel
from typing import List

app = FastAPI(title="用户管理API")

class User(BaseModel):
    id: int
    name: str
    email: str

# 模拟数据库
users_db: List[User] = []

@app.get("/users", response_model=List[User])
def list_users():
    return users_db

@app.post("/users", response_model=User)
def create_user(user: User):
    if any(u.id == user.id for u in users_db):
        raise HTTPException(400, "ID已存在")
    users_db.append(user)
    return user

@app.get("/users/{user_id}", response_model=User)
def get_user(user_id: int):
    for user in users_db:
        if user.id == user_id:
            return user
    raise HTTPException(404, "用户不存在")

@app.put("/users/{user_id}", response_model=User)
def update_user(user_id: int, updated: User):
    for i, user in enumerate(users_db):
        if user.id == user_id:
            users_db[i] = updated
            return updated
    raise HTTPException(404, "用户不存在")

@app.delete("/users/{user_id}")
def delete_user(user_id: int):
    for i, user in enumerate(users_db):
        if user.id == user_id:
            users_db.pop(i)
            return {"deleted": user_id}
    raise HTTPException(404, "用户不存在")

部署

Docker 部署

FROM python:3.10
WORKDIR /app
COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt
COPY . .
CMD ["uvicorn", "main:app", "--host", "0.0.0.0", "--port", "8000"]

生产配置

uvicorn main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 --workers 4

总结

FastAPI 是 Python Web 开发的新一代选择，特别适合：

  • REST API 开发
  • 微服务后端
  • 高并发场景
  • 需要自动文档的项目

对比其他框架：

框架 性能 文档 异步 学习难度
FastAPI ⭐⭐⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐⭐⭐ ✅ 低
Flask ⭐⭐⭐ ⭐⭐ ❌ 低
Django ⭐⭐⭐ ⭐⭐⭐ ✅ 中

推荐学习路径：

  1. 跑通最简单示例，看 /docs 自动文档
  2. 掌握 Pydantic 数据验证
  3. 学习异步数据库操作
  4. 实战项目练习

开始你的 FastAPI 之旅吧！