8.7 请求生命周期与中间件执行顺序

FastAPI 请求生命周期与中间件执行顺序 - 适合Python初学者的简单教程

FastAPI 教程

本教程为Python初学者详细解释FastAPI中的请求生命周期和中间件执行顺序。通过生活化类比和动手实践，快速上手FastAPI Web开发，建立信心。

FastAPI 入门教程：请求生命周期与中间件执行顺序

引言

欢迎来到FastAPI入门教程！如果你有基础Python语法知识，但还没有Web开发经验，那么这个教程非常适合你。我们将从零开始，用生活化的例子来解释复杂的概念，并通过动手实践建立信心。

FastAPI是一个现代的、快速的Python Web框架，用于构建API。它易于学习，功能强大。

第一部分：请求生命周期 – 就像点外卖

想象一下，你正在点一份外卖。这个过程就是请求生命周期的一个好例子。

你下单：发送一个请求到餐厅（服务器）。
餐厅接收：服务器接收你的请求。
处理订单：服务器处理你的请求，比如检查菜单、准备食物。
送出食物：服务器发送响应给你。
你收到食物：你接收到响应。

在FastAPI中，一个HTTP请求也经历类似的阶段。当一个请求到达时，FastAPI会：

接收请求
路由到正确的处理函数（端点）
处理请求（运行你的代码）
生成响应
发送响应回客户端

动手实践：创建一个简单的请求

让我们来创建一个FastAPI应用，看看请求生命周期在行动。

首先，安装FastAPI和Uvicorn（一个ASGI服务器）：

pip install fastapi uvicorn

然后，创建一个Python文件，比如 main.py：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

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

运行这个应用：

uvicorn main:app --reload

打开浏览器访问 http://127.0.0.1:8000/，你会看到 {"message": "Hello, World!"}。恭喜！你已经成功处理了一个请求的生命周期。

成功时刻：看到这个响应，你就已经理解了请求的基本流程！

第二部分：中间件 – 像餐厅里的员工

中间件是处理请求和响应的函数，它们可以在请求生命周期中的特定点被调用。用一个类比：在餐厅里，有不同的员工处理订单：

接单员：接收订单（中间件在请求开始时运行）。
厨师：准备食物（中间件在请求处理前运行）。
打包员：打包食物（中间件在响应发送前运行）。

每个员工都在特定阶段工作，并且他们的顺序很重要。例如，如果厨师先于接单员工作，那订单还没接收就被处理了，这没有意义。

在FastAPI中，你可以定义中间件来执行任务，比如日志记录、身份验证、修改请求或响应。

如何添加中间件

FastAPI使用ASGI中间件。一个简单的例子是添加一个日志中间件。

更新 main.py：

from fastapi import FastAPI
from fastapi.middleware.base import BaseHTTPMiddleware

app = FastAPI()

# 自定义一个简单的中间件
class SimpleMiddleware(BaseHTTPMiddleware):
    async def dispatch(self, request, call_next):
        # 在请求开始时记录
        print(f"接收到请求: {request.url}")
        # 调用下一个中间件或端点
        response = await call_next(request)
        # 在响应发送前记录
        print(f"发送响应: {response.status_code}")
        return response

app.add_middleware(SimpleMiddleware)

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

运行应用，发送请求，你会在控制台看到日志输出。现在，你已经添加了一个中间件！

成功时刻：看到日志输出，你理解了中间件如何介入请求生命周期。

第三部分：中间件执行顺序 – 员工的工作顺序

当你有多个中间件时，它们的执行顺序很重要。FastAPI中，中间件按照它们添加的顺序执行。

用一个例子：假设你有两个中间件，一个记录请求开始，一个记录请求结束。添加的顺序决定了谁先执行。

更新 main.py 添加两个中间件：

from fastapi import FastAPI
from fastapi.middleware.base import BaseHTTPMiddleware

app = FastAPI()

# 第一个中间件：记录请求开始
class FirstMiddleware(BaseHTTPMiddleware):
    async def dispatch(self, request, call_next):
        print("第一个中间件：请求开始")
        response = await call_next(request)
        print("第一个中间件：响应发送前")
        return response

# 第二个中间件：记录请求详细信息
class SecondMiddleware(BaseHTTPMiddleware):
    async def dispatch(self, request, call_next):
        print("第二个中间件：请求开始")
        response = await call_next(request)
        print("第二个中间件：响应发送前")
        return response

app.add_middleware(FirstMiddleware)
app.add_middleware(SecondMiddleware)

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

运行应用，发送请求。观察控制台输出：

第一个中间件：请求开始
第二个中间件：请求开始
第二个中间件：响应发送前
第一个中间件：响应发送前

注意：中间件的执行流程是，在请求阶段，中间件按添加顺序在调用 call_next 前执行（这表示它们按顺序介入请求），而在响应阶段，它们按添加顺序的逆序在 call_next 后执行。为了更清晰，可以修改中间件：

# 更新中间件以更清晰显示执行顺序
class FirstMiddleware(BaseHTTPMiddleware):
    async def dispatch(self, request, call_next):
        print("第一个中间件：在 call_next 之前")
        response = await call_next(request)
        print("第一个中间件：在 call_next 之后")
        return response

class SecondMiddleware(BaseHTTPMiddleware):
    async def dispatch(self, request, call_next):
        print("第二个中间件：在 call_next 之前")
        response = await call_next(request)
        print("第二个中间件：在 call_next 之后")
        return response

app.add_middleware(FirstMiddleware)
app.add_middleware(SecondMiddleware)

输出会是：

第一个中间件：在 call_next 之前
第二个中间件：在 call_next 之前
（端点执行并返回响应）
第二个中间件：在 call_next 之后
第一个中间件：在 call_next 之后

这展示了中间件如何嵌套执行：当第一个中间件调用 call_next 时，它会执行第二个中间件或端点，然后返回。

成功时刻：通过控制台输出，你直观地看到了中间件的执行顺序，并理解了它如何影响请求生命周期。

结论

你已经学习了FastAPI中请求生命周期的基本概念和中间件的执行顺序。通过简单的类比和动手实践，你建立了对Web开发的初步理解。

接下来，你可以尝试添加更多中间件，如错误处理或身份验证中间件，来扩展你的应用。

记住，实践是最好的学习方式。继续探索FastAPI的文档，构建更多的项目！

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