Посібник з FastAPI: Найкращі практики для створення високопродуктивних API

У сучасній розробці бекенду FastAPI поступово набирає популярність, стаючи популярним вибором для створення високопродуктивних API. Цей посібник допоможе вам глибше зрозуміти особливості FastAPI, його переваги, а також як швидко почати роботу за допомогою конкретних кроків, що допоможе вам ефективніше створювати та розгортати API у реальних проектах.

Що таке FastAPI?

FastAPI - це сучасний, швидкий (високопродуктивний) веб-фреймворк, заснований на стандартних типах Python. Він дозволяє розробникам створювати швидкі API простим способом, при цьому забезпечуючи високу швидкість виконання та хорошу підтримуваність. Його основні характеристики включають:

Висока продуктивність: заснований на Starlette (для веб-частини) та Pydantic (для частини даних), продуктивність близька до Node.js та Go.
Автоматичне генерування документації: за допомогою OpenAPI та JSON Schema FastAPI може автоматично генерувати інтерактивну документацію API.
Легкість у використанні: використання типів Python зменшує поширені помилки та підвищує продуктивність розробників.
Підтримка асинхронного програмування: підтримує async та await, що робить обробку великої кількості запитів більш продуктивною.

Переваги FastAPI

FastAPI має значні переваги в порівнянні з традиційними фреймворками (такими як Django та Flask):

Швидка розробка: завдяки автоматично згенерованій документації та перевірці типів швидкість розробки значно зростає.
Ефективна продуктивність: підходить для обробки високих навантажень, особливо в умовах високої завантаженості.
Сильна підтримка типів: завдяки типам Python ефективно зменшує кількість помилок під час виконання.
Добра підтримка тестування: впровадження залежностей та моделі запитів спрощують тестування та налагодження.

Швидкий старт з FastAPI

1. Підготовка середовища

По-перше, переконайтеся, що у вас встановлено Python 3.7 або новішої версії. Далі ви можете використовувати наступну команду для встановлення FastAPI та ASGI сервера Uvicorn:

pip install fastapi uvicorn

2. Створення базового FastAPI додатку

Далі створіть простий FastAPI додаток. У вашій робочій директорії створіть новий файл main.py з таким вмістом:

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: str = None):
    return {"item_id": item_id, "query": q}

3. Запуск додатку

Використовуйте Uvicorn для запуску FastAPI додатку:

uvicorn main:app --reload

Відвідайте http://127.0.0.1:8000 у браузері, ви побачите відповідь {"Hello": "World"}. Одночасно, відвідавши http://127.0.0.1:8000/items/1?q=test, ви отримаєте {"item_id": 1, "query": "test"}.

4. Автоматичне генерування документації

FastAPI автоматично генерує документацію для кожного маршруту, ви можете переглянути інтерактивну документацію, відвідавши наступні URL:

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

5. Моделі даних та валідація

FastAPI також підтримує створення моделей даних за допомогою Pydantic для валідації тіла запиту. Наприклад:

from pydantic import BaseModel

class Item(BaseModel):
    name: str
    price: float
    is_available: bool = True

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

Вищезгаданий код визначає модель даних Item, FastAPI автоматично перевіряє вхідні JSON дані.

6. Асинхронне та синхронне програмування

FastAPI підтримує асинхронне програмування, ви можете використовувати async def для визначення асинхронних функцій маршруту. Наприклад:

import asyncio

@app.get("/wait/")
async def wait_for_response():
    await asyncio.sleep(1)
    return {"message": "Waited for 1 second!"}

7. Розгортання FastAPI додатку

FastAPI додатки можна розгортати в різних середовищах, включаючи Docker, Kubernetes, хмарні сервіси тощо. Простий приклад розгортання FastAPI за допомогою Docker:

# Dockerfile
FROM python:3.9

WORKDIR /app

COPY requirements.txt .
RUN pip install -r requirements.txt

COPY . .

CMD ["uvicorn", "main:app", "--host", "0.0.0.0", "--port", "8000"]

Потім створіть Docker образ і запустіть:

docker build -t myfastapiapp .
docker run -d -p 8000:8000 myfastapiapp

Ви можете відвідати http://localhost:8000, щоб переглянути ваш додаток.

Найкращі практики

Використовуйте типи Python: завжди використовуйте типи Python для підвищення читабельності та підтримуваності коду.
Валідація параметрів: встановлюйте відповідну валідацію параметрів відповідно до бізнес-вимог, щоб забезпечити, що дані, передані API, є дійсними.
Централізоване оброблення виключень: визначте глобальну обробку помилок, щоб API міг правильно обробляти виключення.
Документація та коментарі: підтримуйте документацію API актуальною, через коментарі та документацію підтримуйте доступність коду.
Використовуйте проміжне програмне забезпечення: раціонально використовуйте проміжне програмне забезпечення для функцій крос-доменної ресурсної спільноти (CORS), аутентифікації тощо.

Висновок

FastAPI, як потужний інструмент для створення сучасних високопродуктивних API, завдяки своїй ефективності та простоті використання отримав широке визнання серед розробників. Незалежно від того, чи ви новачок, чи досвідчений розробник, ви зможете отримати вигоду з цього. У реальній розробці, поєднуючи найкращі практики, ви зможете ефективніше створювати та підтримувати проекти. Сподіваємося, що цей посібник стане вам у нагоді у вашій навчальній подорожі з FastAPI!