FastAPI-3：快速入門

来源:https://www.cnblogs.com/testing-/p/18233400
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目錄一、背景介紹二、爬蟲代碼2.1 展示爬取結果2.2 爬蟲代碼講解三、可視化代碼3.1 讀取數據3.2 數據清洗3.3 可視化3.3.1 IP屬地分析-柱形圖3.3.2 評論時間分析-折線圖3.3.3 點贊數分佈-箱線圖3.3.4 評論內容-情感分佈餅圖3.3.5 評論內容-詞雲圖四、技術總結五、 ...


3 快速入門

第二章是python基礎，故不做介紹。

FastAPI是一個現代、快速（高性能）的網路框架，用於使用基於標準Python 類型提示的Python 3.6+構建API。
FastAPI的創建者是Sebastián Ramírez。

FastAPI由Sebastián Ramírez於2018年發佈。與大多數Python Web框架相比，它在很多方面都更加現代化--充分利用了過去幾年中添加到Python 3 中的功能。本章將快速介紹FastAPI的主要功能，重點是您首先需要瞭解的內容：如何處理Web請求和響應。

3.1 FastAPI簡介

與其他網路框架一樣，FastAPI 可以幫助您構建網路應用程式。每個框架的設計都是為了通過功能、遺漏和預設設置來簡化某些操作。顧名思義，FastAPI的目標是開髮網絡API，不過您也可以將其用於傳統的網路內容應用程式。

FastAPI具有以下優勢：

  • 性能：在某些情況下與Node.js和Go一樣快，與Python框架不同。

  • 快速開發：容易上手，簡單清晰。

  • 代碼質量更高：類型提示和模型有助於減少錯誤。

  • 自動生成文檔和測試頁面：比手工編輯OpenAPI說明容易得多。

FastAPI 使用以下功能：

  • Python 類型提示
  • 用於網路機制的 Starlette，包括非同步支持
  • 用於數據定義和驗證的 Pydantic
  • 用於利用和擴展其他工具的特殊集成

這種組合為網路應用程式（尤其是 RESTful 網路服務）提供了令人滿意的開發環境。

3.2 FastAPI應用

讓我們編寫一個小巧的 FastAPI 應用程式--只有一個端點的網路服務。現在，我們處於我所說的網路層，只處理網路請求和響應。首先，安裝我們要用到的基本 Python 包：

  • FastAPI 框架： pip install fastapi
  • Uvicorn 網路伺服器： pip install uvicorn
  • HTTPie 文本網路客戶端： pip install httpie
  • 請求同步網路客戶端軟體包： pip install requests
  • HTTPX 同步/非同步網路客戶端軟體包： pip install httpx

雖然curl是最著名的文本網路客戶端，但我認為HTTPie更容易使用。此外，它預設使用JSON編碼和解碼，更適合 FastAPI。在本章後面，你會看到一張截圖，其中包含訪問特定端點所需的curl命令行語法。

hello.py：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/hi")
def greet():
    return "Hello? World?"
  • app是頂級FastAPI對象，代表整個網路應用程式。
  • @app.get("/hi") 是一個路徑裝飾器。它告訴 FastAPI 以下內容：
    • 在此伺服器上對URL"/hi"的請求應被指向以下函數。
    • 此裝飾器僅適用於 HTTP GET verb。您也可以使用其他 HTTP 動詞（PUT、POST 等）來響應"/hi"URL，每個動詞都有一個單獨的函數。
  • def greet()是一個路徑函數--HTTP 請求和響應的主要連接點。

下一步是在網路伺服器中運行該網路應用程式。FastAPI本身不包含網路伺服器，但推薦使用Uvicorn。您可以通過兩種方式啟動Uvicorn和FastAPI 網路應用程式：外部啟動或內部啟動。

從外部通過命令行啟動Uvicorn 的方法:

$ uvicorn hello:app --reload

其中hello指的是hello.py文件，app是其中的FastAPI變數名。內部啟動如下：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/hi")
def greet():
    return "Hello? World?"

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run("hello:app", reload=True, host=r'0.0.0.0', port=8008)

無論哪種情況，如果hello.py發生變化，reload都會告訴 Uvicorn 重新啟動網路伺服器。在本章中，我們將經常使用自動重載功能。預設情況下都會使用你機器上的 8000 埠（名為 localhost）。如果你想使用其他方法，外部方法和內部方法都有主機和埠參數。
現在伺服器有了一個端點（/hi），可以隨時接受請求了。讓我們用多個網路客戶端進行測試：

  • 對於瀏覽器，在頂部位置欄鍵入URL。

  • HTTPie
$ http localhost:8008/hi
HTTP/1.1 200 OK
content-length: 15
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 01:41:28 GMT
server: uvicorn

"Hello? World?"

# 使用 -b 參數跳過響應頭，只列印正文。
$ http -b localhost:8008/hi
"Hello? World?"

# 使用 -v 獲取完整的請求頭和響應。
# http -v localhost:8008/hi
GET /hi HTTP/1.1
Accept: */*
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Host: localhost:8008
User-Agent: HTTPie/3.2.2



HTTP/1.1 200 OK
content-length: 15
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 01:51:23 GMT
server: uvicorn

"Hello? World?"
  • Requests 或 HTTPX
>>> import requests
>>> r = requests.get("http://localhost:8008/hi")
>>> r.json()
'Hello? World?'
>>> import httpx
>>> r = httpx.get("http://localhost:8008/hi")
>>> r.json()
'Hello? World?'

3.3 HTTP請求

上面第一個HTTPie請求包含以下內容：

  • 動詞 (GET) 和路徑 (/hi)
  • 查詢參數（此處為"無"，有的話跟在問號後面）
  • 其他 HTTP 頭信息
  • 正文內容（無請求）

FastAPI 將這些信息歸納為方便的定義：Header、Path、Query、Body。

FastAPI從HTTP請求的各個部分提供數據的方式是其最大的特點之一，也是對大多數Python Web框架的改進。您需要的所有參數都可以直接在path函數中聲明和提供，使用前面列表中的定義 (Path、Query 等)，以及您編寫的函數。這使用了一種名為"依賴註入"的技術，我們將繼續討論這種技術，併在第 6 章中進一步闡述。

3.3.1 URL Path

讓我們在前面的應用程式中添加一個名為 who 的參數，向某人發送 Hello? 我們將嘗試不同的方法來傳遞這個新參數：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/hi/{who}")
def greet(who):
    return f"Hello? {who}?"

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run("hello:app", reload=True, host=r'0.0.0.0', port=8008)

在 URL 中（@app.get 之後）添加 {who}，會告訴 FastAPI 在 URL 中的該位置期待一個名為 who 的變數。然後，FastAPI 將其賦值給下麵 greet() 函數中的 who 參數。這顯示了路徑裝飾器和路徑函數之間的協調。
註意不要在此處使用 Python f-string 來表示修改後的 URL 字元串 ("/hi/{who}")。

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/hi/{who}")
def greet(who):
    return f"Hello? {who}?"

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run("hello:app", reload=True, host=r'0.0.0.0', port=8008)

執行：


# http -b localhost:8008/hi/test
"Hello? test?"


# http -b localhost:8008/hi
{
    "detail": "Not Found"
}

參考資料

3.3.2查詢參數

查詢參數是 URL中?後面的name=value字元串，用&字元分隔。

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/hi")
def greet(who):
    return f"Hello? {who}?"

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run("hello:app", reload=True, host=r'0.0.0.0', port=8008)

執行：


# http localhost:8008/hi?who=Mom
HTTP/1.1 200 OK
content-length: 13
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 02:58:24 GMT
server: uvicorn

"Hello? Mom?"


# http localhost:8008/hi
HTTP/1.1 422 Unprocessable Entity
content-length: 89
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 02:58:31 GMT
server: uvicorn

{
    "detail": [
        {
            "input": null,
            "loc": [
                "query",
                "who"
            ],
            "msg": "Field required",
            "type": "missing"
        }
    ]
}

# 註意兩個等號為GET, 冒號表示HTTP頭,一個等號為POST，
# http -b localhost:8008/hi who==Mom
"Hello? Mom?"

3.3.3 POST

from fastapi import FastAPI, Body

app = FastAPI()

@app.post("/hi")
def greet(who:str = Body(embed=True)):
    return f"Hello? {who}?"

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run("hello:app", reload=True, host=r'0.0.0.0', port=8000)

執行：


# /root/code/fastapi/example^C
root@www:~/code/fastapi/example# http -v localhost:8000/hi who=Mom
POST /hi HTTP/1.1
Accept: application/json, */*;q=0.5
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Content-Length: 14
Content-Type: application/json
Host: localhost:8000
User-Agent: HTTPie/3.2.2

{
    "who": "Mom"
}


HTTP/1.1 200 OK
content-length: 13
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 03:25:34 GMT
server: uvicorn

"Hello? Mom?"

需要使用 Body(embed=True) 來告 FastAPI，這次我們從JSON格式的請求正文中獲取who的值。embed 部分意味著它看起來應該像 {"who"： "Mom"}，而不僅僅是 "Mom"。

3.3.4 HTTP 頭信息

from fastapi import FastAPI, Header

app = FastAPI()

@app.get("/hi")
def greet(who:str = Header()):
    return f"Hello? {who}?"

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run("hello:app", reload=True, host=r'0.0.0.0', port=8000)

執行：

# http -v localhost:8000/hi who:Mom
GET /hi HTTP/1.1
Accept: */*
Accept-Encoding: gzip, deflate
Connection: keep-alive
Host: localhost:8000
User-Agent: HTTPie/3.2.2
who: Mom



HTTP/1.1 200 OK
content-length: 13
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 06:09:55 GMT
server: uvicorn

"Hello? Mom?"

3.3.5 多重請求數據

你可以在同一個路徑函數中使用多個方法。也就是說，你可以從 URL、查詢參數、HTTP 主體、HTTP 頭文件、cookie等獲取數據。你還可以編寫自己的依賴函數，以特殊方式處理和組合這些數據，例如用於分頁或身份驗證。

3.3.6哪種方法最好？

以下是一些建議：

  • 在URL中傳遞參數時，遵循 RESTful 準則是標準做法。
  • 查詢字元串通常用於提供可選參數，如分頁。
  • body通常用於較大的輸入，如整個或部分模型。

在每種情況下，如果您在數據定義中提供了類型提示，Pydantic就會自動對您的參數進行類型檢查。這將確保參數的存在和正確性。

3.4 HTTP響應

預設情況下FastAPI會將返回的內容轉換為JSON；HTTP響應的頭行內容類型為：application/json。

3.4.1 狀態代碼

FastAPI預設返回200狀態代碼；異常會產生4xx代碼。在路徑裝飾器中，指定在一切順利的情況下應返回的 HTTP 狀態代碼可以改寫返回（異常會生成自己的代碼並覆蓋它）。

from fastapi import FastAPI, Body

app = FastAPI()

@app.post("/hi")
def greet(who:str = Body(embed=True)):
    return f"Hello? {who}?"

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run("hello:app", reload=True, host=r'0.0.0.0', port=8000)

執行：

~# http localhost:8000/happy
HTTP/1.1 200 OK
content-length: 4
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 06:39:00 GMT
server: uvicorn

":)"


# http localhost:8000/happy3
HTTP/1.1 404 Not Found
content-length: 22
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 06:40:32 GMT
server: uvicorn

{
    "detail": "Not Found"
}

3.4.2 Headers

from fastapi import FastAPI, Body, Response

app = FastAPI()

@app.get("/header/{name}/{value}")
def header(name: str, value: str, response:Response):
    response.headers[name] = value
    return "normal body"

if __name__ == "__main__":
    import uvicorn
    uvicorn.run("hello:app", reload=True, host=r'0.0.0.0', port=8000)

執行：

# http localhost:8000/header/marco/polo
HTTP/1.1 200 OK
content-length: 13
content-type: application/json
date: Thu, 06 Jun 2024 06:48:10 GMT
marco: polo
server: uvicorn

"normal body"

3.4.3 響應類型

響應類型（從 fastapi.responses 中導入這些類）包括以下內容：

  • JSONResponse（預設值）
  • HTMLResponse
  • PlainTextResponse
  • RedirectResponse
  • FileResponse
  • StreamingResponse

關於後兩種，我將在第15章中詳細介紹。對於其他輸出格式（也稱為 MIME 類型），可以使用通用的 Response 類，它需要以下內容：

  • content：字元串或位元組

  • media_type：字元串 MIME 類型

  • status_code：HTTP 整數狀態代碼

  • headers：字元串

3.4.4 類型轉換

路徑函數可以返回任何內容，預設情況下（使用 JSONResponse），FastAPI 會將其轉換為 JSON 字元串並返回，同時返回與之匹配的 HTTP 響應頭 Content-Length 和 Content-Type。這包括任何 Pydantic 模型類。
但它是如何做到這一點的呢？如果您使用過 Python json 庫，您可能會發現，當給定某些數據類型（如日期時間）時，它會引發異常。FastAPI 使用名為 jsonable_encoder() 的內部函數將任何數據結構轉換為 "JSONable" Python 數據結構，然後調用 json.dumps() 將其轉換為 JSON 字元串。


import datetime
import json
import pytest
from fastapi.encoders import jsonable_encoder

@pytest.fixture
def data():
    return datetime.datetime.now()

def test_json_dump(data):
    with pytest.raises(Exception):
        _ = json.dumps(data)

def test_encoder(data):
    out = jsonable_encoder(data)
    assert out
    json_out = json.dumps(out)
    assert json_out

3.4.4 模型類型和響應模型

不同的類可能有許多相同的欄位，只是一個專門用於用戶輸入，一個用於輸出，還有一個用於內部使用。產生這些變體的原因可能包括以下幾點：

  • 從輸出中移除一些敏感信息，比如去識別個人醫療數據，如果你遇到《健康保險可攜性和責任法案》（HIPAA）的要求。
  • 為用戶輸入添加欄位（如創建日期和時間）。

下列展示了一個假定案例中的三個相關類：

  • TagIn 是定義用戶需要提供的內容（在本例中，只是一個名為 tag 的字元串）的類。
  • Tag 是由 TagIn 生成的，並增加了兩個欄位：created（創建時間）和 secret（內部字元串，可能存儲在資料庫中，但永遠不會向外界公開）。
  • TagOut 是定義可以返回給用戶（通過查詢或搜索終端）的內容的類。它包含來自原始 TagIn 對象及其派生 Tag 對象的標簽欄位，以及為 Tag 生成的創建欄位，但不是秘密欄位。
from datetime import datetime
from pydantic import BaseClass

class TagIn(BaseClass):
    tag: str

class Tag(BaseClass):
    tag: str
    created: datetime
    secret: str

class TagOut(BaseClass):
    tag: str
    created: datetime

您可以通過不同方式從FastAPI路徑函數返回預設JSON以外的數據類型。其中一種方法是在路徑裝飾器中使用 response_model 參數，讓 FastAPI 返回其他類型的數據。FastAPI 將放棄任何在返回對象中存在但不在 response_model 指定的對象中的欄位。

假設你編寫了一個名為 service/tag.py 的新服務模塊，其中包含 create() 和 get() 函數，為該網路模塊提供了調用的內容。這些低層堆棧細節在這裡並不重要。重要的是底部的 get_one() 路徑函數，以及路徑裝飾器中的 response_model=TagOut。這會自動將內部 Tag 對象轉換為經過消毒的 TagOut 對象。

import datetime
from fastapi import FastAPI
from model.tag import TagIn, Tag, TagOut
import service.tag as service

app = FastAPI()

@app.post('/')
def create(tag_in: TagIn) -> TagIn:
    tag: Tag = Tag(tag=tag_in.tag, created=datetime.utcnow(),
        secret="shhhh")
    service.create(tag)
    return tag_in

@app.get('/{tag_str}', response_model=TagOut)
def get_one(tag_str: str) -> TagOut:
    tag: Tag = service.get(tag_str)
    return tag

儘管我們返回的是 Tag，但response_model會將其轉換為 TagOut。

3.5 自動化文檔

上面3.3.3 POST的自動文檔http://localhost:8000/docs。

FastAPI會根據您的代碼生成一個OpenAPI規範，並包含這個頁面來顯示和測試您的所有端點。這隻是其秘訣之一。
單擊綠色框右側的向下箭頭，打開它進行測試。

點擊右側的 "試用 "按鈕。現在你會看到一個區域，可以在正文部分輸入數值（。

點擊 "字元串"。將其更改為 "Cousin Eddie"（保留雙引號）。然後單擊底部的藍色 "執行 "按鈕。

3.6複雜數據

這些示例只展示瞭如何向端點傳遞單個字元串。許多端點，尤其是 GET 或 DELETE 端點，可能根本不需要參數，或者只需要幾個簡單的參數，如字元串和數字。但在創建（POST）或修改（PUT 或 PATCH）資源時，我們通常需要更複雜的數據結構。第 5 章展示了 FastAPI 如何使用 Pydantic 和數據模型來簡潔地實現這些功能。

3.7小結

在本章中，我們使用 FastAPI 創建了一個只有一個端點的網站。多個網路客戶端對其進行了測試：網路瀏覽器、HTTPie 文本程式、Requests Python 包和 HTTPX Python 包。從簡單的 GET 調用開始，請求參數通過 URL 路徑、查詢參數和 HTTP 標頭進入伺服器。然後，HTTP 主體被用來向 POST 端點發送數據。隨後，本章展示瞭如何返回各種 HTTP 響應類型。最後，自動生成的表單頁面為第四個測試客戶端提供了文檔和實時表單。


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