在构建网络应用程序时，您可能会遇到 FastAPI 和 Flask 这两个 Python 框架。
Python 是最流行的编程语言之一，这归功于它在后端开发、数据科学和应用程序开发等领域的广泛应用。
开发人员喜爱 Python 的原因在于，它可以灵活地应用于各种网络或软件应用程序，支持多种编程范式，例如函数式、面向对象和反射式编程。
Web 框架是一系列函数、模块、库和类的集合，它们能够帮助开发人员构建应用程序，而无需过多关注线程和协议管理。Django 和 Ruby on Rails 是框架的典型例子。
与之相对，微框架则是一种小型框架，仅提供最基本的服务。
FastAPI 属于框架的范畴，而 Flask 则被归类为微框架。Ruby Sinatra 是微框架的另一个例子。
作为一名开发人员，您可能已经接触过许多框架和微型 Web 框架，因此要找到最适合自己需求的框架可能并非易事。接下来，让我们深入探讨 FastAPI 和 Flask 这两个框架的工作原理：
什么是 FastAPI？
FastAPI 是一个用于构建 REST API 和快速 Web 应用程序的 Python Web 框架。 这个 Web 框架发布于 2018 年，支持 Python 3.6 及更高版本。
FastAPI 名副其实，它的速度非常快，性能可以与 GO 和 NodeJS 相媲美。包括 Uber 和 Netflix 在内的多家顶尖公司在其应用程序中采用了 FastAPI 框架。
FastAPI 的主要特点
- 依赖注入。FastAPI 内置依赖注入系统，确保类之间不会直接相互依赖。这项特性提高了代码的灵活性，增加了代码的模块化，从而更易于扩展。
- 并发。FastAPI 能够开箱即用地实现并发，这意味着您可以避免复杂的异步/等待管理，或创建事件循环。
- 内置验证。 FastAPI 内置了验证功能，无需使用外部工具进行验证。此 Web 框架能够检测无效的数据类型，并以 JSON 格式返回错误。数据验证由 Pydantic 库完成，大大减少了代码编写过程中可能出现的错误。
FastAPI 的优点 👍
- 速度快。 FastAPI 是速度最快的 Python 框架之一。即使编程经验有限，您也可以利用 FastAPI 构建 API。
- 内置监控工具。 FastAPI 配备内置的监控工具，可以在您达到预设的阈值时发出警报。
- 易于适配。 FastAPI 采用了基于工具包的方法，因此您不必从头开始创建所有内容。您可以利用各种样板来构建功能强大的 API。
FastAPI 的缺点 👎
- 缺乏内置的安全系统。 FastAPI 缺少内置安全系统，但可以使用 fastapi.security 模块进行安全控制。
- 相对较新。 FastAPI 仍然处于开发阶段，还有许多可以改进之处。尽管其社区正在不断壮大，但它仍然无法与其他 Python 框架相提并论。
什么是 Flask？
Flask 是一个轻量级、开源的 Python 微框架，以其简洁和可扩展的核心著称。Flask 的运行不需要任何特定的库或工具。这个微框架为 Web 开发提供了请求处理和路由等必要组件。
该框架于 2010 年发布，基于 Werkzeug 和 Jinja2。Flask 支持通过 Flask-RESTful、Flask-RESTPlus 和 Flask-Classful 等扩展构建 REST 应用程序。您可以使用 Flask 创建社交媒体机器人、静态网站和电子商务平台。包括 Netflix、Lyft 和 Zillow 在内的一些著名公司也在其应用程序中使用了 Flask。
Flask 的主要特点
- 内置服务器和快速调试器。您可以通过 Flask 内置的服务器来模拟生产环境，从而避免将应用程序部署到生产环境进行调试。
- 使用 Jinja2 模板。Jinja2 是一个强大、快速且可扩展的模板引擎。这些模板含有特殊的占位符，允许开发人员编写类似于 Python 语法的代码。
- 轻量级网络框架。Flask 是一个轻量级但高度可扩展的 Web 框架。您可以随时添加新的功能，从而节省时间。
- 对单元测试的集成支持。Flask 提供单元测试，使您能够模拟不同的场景并轻松测试您的应用程序。
- 优秀的社区。Flask 自 2010 年以来一直存在，并以其活跃的社区而闻名。
Flask 的优点 👍
- 灵活。 作为开发人员，Flask 赋予您对应用程序行为和外观的控制权。
- 可扩展。 如果您需要构建大型应用程序，Flask 能够让您以最小的投入实现这一点。
- 丰富的第三方库。 您可以使用与 Flask 兼容的第三方库扩展其功能。
Flask 的缺点 👎
- 框架复杂。 理解 Flask 的工作原理可能具有一定的挑战性，需要您具备一定的编程背景。
- 速度较慢。 与 FastAPI 相比，Flask 在某些情况下速度较慢。
FastAPI 与 Flask：特性比较
数据验证
FastAPI 集成了用于数据验证的 Pydantic 库，这使得验证数据更加容易。 因此，开发人员在使用 FastAPI 时可以声明有关参数的验证和额外信息。
另一方面，Flask 缺少验证机制。例如，如果程序需要一个整数作为输入，但您提供的是字符串，程序很可能会崩溃。开发人员在使用 Flask 时必须特别注意数据验证。您仍然可以在社区库中使用 Flask-Marshmallow 扩展或 Flask-Inputs 在 Flask 中实现数据验证，但这些库是独立于主框架开发的，可能会带来兼容性问题。
文档支持
文档非常重要，它可以帮助其他用户理解如何使用您的 API。在使用 FastAPI 构建 API 时，文档会自动生成。这个 Web 框架还会生成一个干净的用户界面（UI），即使您还没有编写前端代码，也可以直接测试 API。
在使用 FastAPI 时，您可以轻松地通过访问 /docs 或 /redoc 和 Swagger UI 端点来访问自动生成的文档。 该文档还会列出您的 API 的所有端点。
Flask 缺少自动文档生成功能。尽管它支持文档编写，但您只能手动编写文档。
WSGI 和 ASGI
Flask 使用 Web 服务器网关接口（WSGI），这是一种旨在使服务器和 Web 应用程序能够相互连接的 Python 标准。对于初学者来说，WSGI 可能有些难以理解，但对于来自 Ruby 或 PHP 的开发人员来说则更容易掌握。
FastAPI 的创建者引入了异步服务器网关接口（ASGI）。使用 ASGI，您可以构建事件驱动的异步 Web 应用程序。 ASGI 是一个支持异步的 Python Web 服务器、应用程序和框架之间的标准接口。
您可以将来自 WSGI 框架（例如 Flask）的应用程序安装在 FastAPI 应用程序之上。在这种环境下，您可以在根目录上部署一个 FastAPI 应用程序，并让 Flask（WSGI）处理不同路径上的请求。
显示错误信息
FastAPI 以 JSON 格式显示错误信息。 而 Flask 框架则使用 HTML 页面来显示错误信息。
Flask 创建于 2010 年，多年来积累了一个庞大的社区。FastAPI 创建于 2018 年，其社区规模相对较小。当您在编码过程中遇到问题时，拥有一个大型社区将会非常方便，因为您可以在其中寻求帮助。一个活跃的社区也可能为框架贡献新的功能。
| FastAPI | Flask | |
| 数据验证 | 内置验证 | 无内置验证 |
| 社区 | 小型社区 | 活跃的社区 |
| 错误信息显示 | JSON 格式 | HTML 页面 |
| 文档支持 | 自动生成 | 手动编写 |
| 异步任务支持 | 支持 | 不支持 |
| 性能 | 使用 ASGI | 受 WSGI 限制 |
何时在 Flask 上使用 FastAPI，反之亦然
FastAPI 和 Flask 都是优秀的框架，但适用于不同的应用场景。值得注意的是，尽管 Flask 是一个微框架，但 FastAPI 是建立在其基础之上的。
Flask 是一个微框架，而 FastAPI 则是一个全栈框架，包含了构建 API 所需的所有工具。
FastAPI 适用于构建 API。FastAPI 提供了多种选项来快速创建后端服务器，即使您是编程初学者也可以轻松上手。如果速度和性能对您至关重要，那么 FastAPI 将是您的理想选择。如果您计划构建 CDN，并预计有大量的流量，FastAPI 也是不错的选择。
另一方面，Flask 拥有丰富的工具，适合您用来实现新的想法和构建应用程序原型。当您需要创建具有少量端点的微服务时，它也是一个理想的选择。如果您希望构建一个小型应用程序，并且预计它可能会以意想不到的方式增长或扩展，那么 Flask 也非常适用。
什么时候使用 FastAPI？
- 构建网络 API
- 构建更少错误的高效 API
什么时候使用 Flask？
- 构建原型
- 构建网络应用程序
总结
为您的 Python 应用程序选择 FastAPI 还是 Flask，最终将取决于您的需求和偏好。如果您需要构建高性能的 Web API，那么 FastAPI 是一个很好的选择。另一方面，如果您需要快速构建原型或微服务，建议您选择 Flask。