探索 FastAPI:现代 Python Web 框架
FastAPI 是一款近年来广受欢迎的 Python 框架,专为构建 Web API 而设计。它以其高效、便捷的特性,吸引了众多开发者的目光。
API(应用程序编程接口)是现代软件架构的基石。它们使得应用程序能够模块化和解耦,从而加快开发速度并提高可维护性。
如果你计划使用 Python 开发 Web 应用,那么学习 FastAPI 将是一个明智的选择。本文将为你详细介绍 FastAPI 的基本概念和优势。
什么是 FastAPI?
FastAPI 是一款基于 Python 的 Web 框架,它因其简洁的设计和卓越的性能而备受关注。其开发结构类似于 Flask,是 Python Web 开发初学者的理想选择。
FastAPI 以其易用性和清晰的文档而著称。许多科技巨头,如 Microsoft、Netflix 和 Uber,都在使用 FastAPI 构建其应用程序。
FastAPI 拥有构建 API 所需的所有核心功能,并且不局限于此。你还可以利用它来支持 WSGI,这一特性可能不为人知。
正如其名,FastAPI 的主要目标是构建 API 端点。它能够高效地返回 JSON 格式的 Python 字典数据,或使用 OpenAPI 的交互式 Swagger UI。
FastAPI 的应用范围远不止于 API。它几乎可以完成 Web 框架所能做的一切,从使用 Jinja2 模板引擎渲染网页到为 WebSockets 驱动的应用提供服务。
以下是 FastAPI 的优点:
- FastAPI 允许你验证开发人员的数据类型,即使处理嵌套 JSON 查询也不例外。
- 它提供自动补全功能,使得你可以在更短的时间内创建应用,并减少所需的工作量。
- 它与 OpenAPI 和 JSON Schema 词汇表兼容,从而允许你验证和注释 JSON 文档。
- FastAPI 允许你使用名为 graphene-python 的 Python 库快速构建 GraphQL API。
- FastAPI 与 OAuth 2.0 以及第三方服务提供商兼容。
以下是 FastAPI 的缺点:
- FastAPI 仍然是一个相对较新的框架,缺乏庞大的社区支持。相关的学习资源,如书籍、课程或教程,还不够丰富。
- 由于需要在 FastAPI 中将所有组件捆绑在一起,主文件可能会变得非常庞大和臃肿。
FastAPI 的独特特性
这些独特的特性使得 FastAPI 成为当下最流行的 Python Web 框架之一。
- 高性能:FastAPI 比其他 Python 框架具有更高的性能。它以速度为导向,使其成为开发者的首选。借助 Starlette 的特性,创建 API 和生成现成代码变得更加快速高效。
- 快速编码:开发人员无需从零开始编写生产就绪的代码。这使得开发过程加速约 20% 至 30%。FastAPI 基于 Starlette 构建,并提供了更多用于构建 API 的功能,如数据验证和序列化。该框架已经内置了所有必需的组件,从而减少了编码时间。
- 最少的错误:该框架具有自动补全功能,可以自动插入大部分代码片段。这大大降低了错误的可能性,并提高了代码质量。
- 易于理解:FastAPI 基于现代 Python 构建,无需学习新语法。它是 Python 3.6 的一个改进版本,任何熟悉 Python 的人都可以轻松使用。
- 最少的工作量:FastAPI 可以自动生成 OpenAPI 文档,从而减少了开发人员的工作量。这些文档位于应用程序的 /doc 目录下,其中包含 API 端点、返回码、响应参数等详细信息。
- 编辑器支持:该框架的所有组件在设计时都考虑了自动补全功能。这使得生成现成代码变得简单快捷。你还可以使用交互式文档直接从浏览器测试代码。
- 开放标准:FastAPI 的 Python 网络框架基于开放标准,与 OpenAPI(以前称为 Swagger)兼容,从而方便了 API 的创建。
FastAPI 安装
以下是在 Linux 或 Windows 上安装 FastAPI 的简单步骤。
#1. Linux 上的 FastAPI 安装
使用以下命令在 Linux 上安装 Python 3:
sudo apt install python3
使用以下命令在 Linux 上安装 pip:
sudo apt install python3-pip
接下来,在 Linux 上安装 FastAPI。
pip install fastapi
你还需要一个 ASGI 服务器。因此,使用 pip 安装 uvicorn。
pip install "uvicorn[standard]"
#2. Windows 上的 FastAPI 安装
使用 Microsoft 商店在 Windows 上安装 Python 3。 这也将安装 pip。
接下来,在 Windows 上安装 FastAPI。
pip install fastapi
最后,安装 ASGI 服务器 uvicorn。
pip install "uvicorn[standard]"
FastAPI 的新时代用途
以下是 FastAPI 的一些新用途:
自动化文档
关于 API 类型和端点的文档至关重要。这个问题可以通过 OpenAPI、Swagger UI 和 ReDoc 来解决。这些工具自动与 FastAPI 集成,让你专注于代码,而无需花费额外精力去配置工具。
类型化的 Python
FastAPI 使用 Python 3.6 的类型提示(基于 Pydantic)。这意味着它利用 Python 的特性来指定变量的类型和结构,从而提供了出色的编辑器支持和自动补全功能。
验证
Pydantic 已经将验证功能集成到 FastAPI 框架中。它可以执行标准 Python 类型验证和自定义字段验证。
安全和认证
安全和认证是任何 API 的关键组成部分。FastAPI 支持 HTTP Basic、OAuth2 令牌(JWT 令牌)和标头 API 密钥,简化了安全方面的开发。
异步特性
FastAPI 默认支持异步端点,使得代码更简洁、更高效,这相比 Flask 是一个明显的优势。
FastAPI 与 Flask:主要区别
使用差异
FastAPI 是一个全栈平台,为你提供构建 API 所需的一切。而 Flask 是一个微型框架,不提供与 FastAPI 相同的所有功能。如果你需要快速原型化想法或创建简单的 Web 应用,Flask 是一个不错的选择。
Flask 和 FastAPI 在使用方式上有很大不同。Flask 框架适用于快速原型化,而 FastAPI 更适合构建 API。你可以使用它快速构建后端服务器,而无需复杂的配置。
小型网站和网络应用程序
FastAPI 使用简单、轻量级,适合用于小型 Web 和应用程序开发。它包含一个对象关系层 (ORM),用于处理应用程序内的数据对象,从而可以快速访问这些数据。
ORM 层负责跟踪你的数据库更改,避免你在网站或应用程序中添加、修改或删除新信息时手动更新它们。
WSGI 与 ASGI
一个重要的区别是:Flask 使用 WSGI 作为其标准接口,而 FastAPI 使用 ASGI。WSGI 同步处理请求,即请求按顺序执行。你必须等待前一个任务完成才能开始下一个任务。
ASGI 异步处理请求,允许任务并行执行,无需等待其他任务完成。
社区
另一个区别在于社区。Flask 的社区比 FastAPI 更加成熟,拥有更丰富的文档和外部支持资源。
FastAPI 仍是一个相对较新的项目,社区发展速度较慢。这意味着,尽管 FastAPI 拥有充分的文档,但外部支持相对较少。
以下是 FastAPI 与 Flask 的总结表:
特性 | FastAPI | Flask |
内置数据校验 | 有 | 无 |
异步任务支持 | 有 | 无 |
实现 ASGI 规范 | 支持 | 支持 WSGI |
自动文档支持 | 支持 | 手动支持 |
错误信息 | JSON 格式 | HTML 页面 |
社区支持 | 较小 | 丰富 |
FastAPI 或 Flask:你该如何选择?
FastAPI 和 Flask 都可以用于快速搭建 Python Web 服务器和数据科学应用程序。两者都需要类似的部署过程,但哪种框架更适合你的下一个项目?
当速度和性能至关重要时,FastAPI 是最佳选择。如果你的项目需要处理大量流量,例如 CDN,那么 FastAPI 是最佳选择。FastAPI 的框架和项目模板可以为你节省大量时间。
在构建 API 时,FastAPI 比 Flask 更具优势,特别是在微服务和其他复杂场景下。如果你已经拥有围绕 Flask 构建的丰富工具链,Flask 也是一个不错的选择。
结论
以上就是关于 FastAPI 的所有内容。FastAPI 提供了卓越的速度和性能。如果你正在构建内容分发网络并且需要处理大量流量,那么这个框架是最佳选择。FastAPI 的创新框架和项目模板可以帮助你节省时间。
Flask 在创建 API,特别是微服务方面可能更具优势。FastAPI 通常优于 Flask,但如果你已经广泛使用 Flask,它也是一个很好的选择。
你还可以探索其他流行的 Python 框架,用于构建 API。