Python FastAPI入门教程：从零开始学习Web开发

欢迎来到FastAPI的奇妙世界！如果您有基础的Python语法知识，但对Web开发一无所知，别担心——本教程将带您一步步掌握FastAPI，通过简单的示例和有趣的类比，让您快速体验成功的喜悦。

什么是FastAPI？

FastAPI是一个现代、快速的Web框架，用于构建API（应用程序接口）。想象一下，API就像一个餐厅的服务员：您点菜（发送请求），服务员接收并告诉厨房（处理请求），然后将美食端上桌（返回响应）。FastAPI能帮您轻松打造这样的“餐厅”，让您的应用与外界交互。

环境设置：准备您的“厨房”

在开始之前，我们需要安装必要的工具。请确保您已安装Python（建议版本3.7+），然后打开终端或命令行，运行以下命令：

pip install fastapi
pip install uvicorn

fastapi是框架本身，uvicorn是服务器，就像厨房里的炉灶，帮助我们运行应用。

第一个API：打造您的“菜单”

现在，让我们创建一个简单的API，体验一下成功的瞬间！创建一个新文件，命名为main.py，并输入以下代码：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()  # 创建一个FastAPI应用，这就像开设一家新餐厅

@app.get("/hello")  # 定义一个菜单项，当用户访问/hello时，提供服务
def hello_world():
    return {"message": "Hello, World!"}  # 返回响应，就像端出一盘菜

保存文件，然后在命令行运行：

uvicorn main:app --reload

打开浏览器，访问 http://127.0.0.1:8000/hello，您会看到 {"message": "Hello, World!"} 显示在页面上——恭喜！您已经成功创建了第一个API！这就是FastAPI的魅力，简单几步就能让您看到成果。

基本路由和请求方法：丰富您的“菜单”

在餐厅里，您可能想吃不同的菜，对应不同的请求方法。让我们扩展一下：

@app.get("/items/{item_id}")  # 处理GET请求，比如访问/items/1
def read_item(item_id: int):  # 使用类型提示，自动验证输入
    return {"item_id": item_id, "description": "This is an item"}

@app.post("/items/")  # 处理POST请求，用于添加新菜品
def create_item(name: str):
    return {"name": name, "status": "created"}

再次运行应用，您可以在浏览器或工具如Postman中测试这些端点。例如，访问 http://127.0.0.1:8000/items/5，您会看到响应包含数字5。

中间件概念与执行流程：餐厅里的“服务台”

现在，我们来学习中间件——这是Web开发中的重要概念。想象一下，在餐厅里，顾客点餐后，食物上桌前，可能有一些额外步骤：比如服务员记录订单时间、检查顾客是否已付订金，或者给食物拍照。中间件就是这些步骤，它在请求和响应的过程中插入处理逻辑。

什么是中间件？

中间件是代码块，它在每个请求到达路由处理前，以及每个响应返回前执行。它就像一个“服务台”，处理杂务，让主逻辑更专注。

执行流程：顾客的用餐之旅

让我们用餐厅类比来解释执行流程：

1. 请求进入：顾客（客户端）发送请求到餐厅（服务器）。
2. 中间件处理：服务台（中间件）先接待顾客，可能记录时间、验证身份——这是请求阶段。
3. 路由处理：服务员（路由函数）根据点菜单（请求路径和方法）准备菜品（处理业务逻辑）。
4. 响应返回：服务员将菜品端上桌。
5. 中间件处理：服务台在食物上桌前可能再做一些事，比如添加收据——这是响应阶段。

动手实践：添加一个简单的中间件

让我们在FastAPI中添加一个中间件，来记录每个请求的路径。在main.py中，添加以下代码：

from fastapi import FastAPI, Request
import time

app = FastAPI()

# 定义一个中间件函数
@app.middleware("http")  # 告诉FastAPI这是一个HTTP中间件
async def log_requests(request: Request, call_next):
    # 请求阶段：记录路径
    start_time = time.time()
    print(f"Received request to {request.url.path}")
    
    # 调用下一个处理（可能是路由或其他中间件）
    response = await call_next(request)
    
    # 响应阶段：记录处理时间
    process_time = time.time() - start_time
    print(f"Request to {request.url.path} took {process_time:.2f} seconds")
    return response

# 保持之前的路由
@app.get("/hello")
def hello_world():
    return {"message": "Hello, World!"}

现在，重新运行应用（uvicorn main:app --reload），访问 http://127.0.0.1:8000/hello。查看命令行输出，您会看到类似这样的消息：

Received request to /hello
Request to /hello took 0.01 seconds

太棒了！您已经成功添加了一个中间件，它像服务台一样记录了每个请求的细节。这就是中间件的魔力——它可以轻松扩展功能，而不影响主代码。

更多实践示例：巩固您的技能

为了让您更有信心，这里有一些额外的快速示例：

示例1：添加数据验证

FastAPI使用Pydantic自动验证数据。例如，创建一个包含验证的POST请求：

from pydantic import BaseModel

class Item(BaseModel):
    name: str
    price: float

@app.post("/create-item/")
def create_item(item: Item):  # FastAPI自动验证item数据
    return {"item": item.dict(), "status": "created"}

测试时，发送一个JSON请求，如 {"name": "Apple", "price": 1.99}，您会得到验证响应。

示例2：模拟数据库操作

简单模拟数据库交互：

fake_db = []

@app.get("/items/")
def get_items():
    return {"items": fake_db}

@app.post("/add-item/")
def add_item(item: Item):
    fake_db.append(item.dict())
    return {"message": "Item added", "items": fake_db}

访问这些端点，您可以练习增删改查操作。

总结：您已经迈出了第一步！

通过本教程，您学习了FastAPI的基础：从安装、创建第一个API，到理解中间件概念与执行流程。记住，Web开发就像经营餐厅——路由是菜单，中间件是服务台，而您就是主厨！继续练习，尝试构建更复杂的API，FastAPI的文档和支持社区会帮助您成长。

下一步建议

• 阅读FastAPI官方文档以了解更多高级功能。
• 尝试集成数据库如SQLite或PostgreSQL。
• 探索认证、错误处理等主题。

祝您编程愉快，快速成为Web开发高手！