FastAPI入门教程：让Python新手快速掌握WebSocket实时通信

欢迎来到FastAPI入门教程！想象一下，你想打造一个快递系统来收发包裹（数据），而不是用传统的写信方式（HTTP请求/响应），而FastAPI就是这个系统的核心工具，能让你轻松处理实时对话（WebSocket）。本教程专为有Python基础但没接触过Web开发的你设计，我们将通过动手实践和简单类比，一步步带你体验成功的喜悦。

第1部分：为什么选择FastAPI？一个生活化类比

假设你开了一家小餐馆，顾客通过菜单（API端点）下单，厨房（FastAPI服务器）快速制作食物（响应）。FastAPI就像这个高效厨房，它自动处理订单（请求）并返回美味佳肴（JSON数据）。相比于传统厨房（其他Web框架），它更简单、更快、更现代化，非常适合初学者。

第2部分：快速上手前的准备——安装和设置

首先，确保你的Python版本在3.7以上，然后打开终端或命令行，输入以下命令来安装必要的工具。这就像准备厨具一样简单！

pip install fastapi uvicorn

• FastAPI：我们的主厨房工具。
• Uvicorn：一个快速服务器，用于运行厨房。

安装完成后，你就拥有了所有基本工具，准备迎接第一个成功时刻！

第3部分：第一个简单示例——打造“Hello World”快递

让我们创建一个简单的Python文件，比如 main.py，并添加以下代码。这就像写下第一个菜单项。

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()  # 创建FastAPI应用，就像初始化厨房

@app.get("/")  # 定义一个路由，类似菜单上的首页
async def read_root():
    return {"message": "Hello, World!"}  # 返回一个简单的JSON响应

现在，在终端中运行这个应用：

uvicorn main:app --reload

打开浏览器，访问 http://127.0.0.1:8000，你会看到一个JSON显示 {"message": "Hello, World!"}。恭喜！你刚刚创建了第一个API，就像成功接到了第一单。

第4部分：扩展功能——添加更多菜单项和WebSocket实时聊天室

FastAPI不仅能处理简单的请求，还支持像WebSocket这样的实时通信。让我们扩展应用，添加一个路由来接收参数，并创建一个简单的WebSocket聊天室。

示例1：处理用户输入的快递

在 main.py 中添加新代码：

@app.get("/items/{item_id}")  # 动态路由，就像根据订单号查找包裹
async def read_item(item_id: int, q: str = None):
    return {"item_id": item_id, "query": q}  # 返回包含参数的JSON

重启服务器，访问 http://127.0.0.1:8000/items/123?q=test，你会看到响应显示 item_id 和 query。这就像顾客通过特定地址下单，厨房正确送达。

示例2：引入WebSocket——建立实时对话

WebSocket允许双向实时通信，就像电话对话而不是发送信件。在 main.py 中添加WebSocket支持：

from fastapi import WebSocket

@app.websocket("/ws")  # 定义一个WebSocket端点，类似开启一个聊天室
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
    await websocket.accept()  # 接受连接，就像接听电话
    while True:
        data = await websocket.receive_text()  # 接收消息
        await websocket.send_text(f"你发送了: {data}")  # 发送回显消息

现在，你可以使用WebSocket客户端测试。这里提供一个简单方法：创建一个新的Python文件 test_websocket.py：

import asyncio
import websockets

async def test():
    async with websockets.connect('ws://127.0.0.1:8000/ws') as websocket:
        await websocket.send("Hello, WebSocket!")
        response = await websocket.recv()
        print(f"收到回复: {response}")

asyncio.run(test())

运行这个测试文件（需要先安装 websockets 库：pip install websockets），你将看到控制台打印出回复。成功！你实现了实时通信，就像在聊天室里发送和接收消息。

第5部分：总结和进一步学习

通过本教程，你已经掌握了FastAPI的基础：

• 快速入门：用简单的代码创建了API和WebSocket端点。
• 生活化理解：将路由比作菜单、WebSocket比作电话对话，让概念更直观。
• 成功时刻：从“Hello World”到实时聊天，每一步都让你体验成就感。

接下来，你可以探索更多FastAPI特性，比如数据验证、依赖注入，或构建更复杂的应用。记住，实践是学习的最佳方式——多尝试修改代码，看看会发生什么。祝你学习愉快，早日成为Web开发高手！

如需更多资源，请访问FastAPI官方文档或尝试在线教程。本教程代码示例已确保简单易懂，如有问题，建议结合Python基础复习。