FastAPI入门教程：为Python初学者设计的简单指南

什么是FastAPI？

FastAPI 是一个现代、快速（高性能）的 Python Web 框架，专门用于构建 API（应用程序编程接口）。想象一下，API 就像是一个餐厅的服务员：当顾客（客户端，如浏览器或手机应用）点餐（发送请求）时，服务员（FastAPI）快速处理并返回食物（响应）。这让数据交流变得高效和简单。

为什么选择FastAPI？

• 简单易学：代码清晰，适合初学者。
• 快速性能：基于 Starlette 和 Pydantic，响应迅速。
• 自动文档：自动生成交互式 API 文档，无需额外编写。
• 异步支持：内置异步编程，适合处理并发任务。

前置知识

• 确保你已安装 Python（建议版本 3.7+）。
• 基本 Python 语法知识，如函数和变量。
• 不需要任何 Web 开发经验。

第一步：安装FastAPI和相关工具

打开终端或命令提示符，运行以下命令来安装 FastAPI 和 Uvicorn（一个 ASGI 服务器，用于运行 FastAPI 应用）：

pip install fastapi uvicorn

如果安装成功，你会看到类似“Successfully installed”的消息。这就是你的第一个成功时刻：工具准备就绪！

第二步：创建第一个FastAPI应用

1. 创建一个新的 Python 文件，命名为 main.py（你可以用任何文本编辑器，如 VS Code 或记事本）。
2. 复制以下代码到 main.py 中：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

解释一下：

• from fastapi import FastAPI：导入 FastAPI 库。
• app = FastAPI()：创建一个 FastAPI 应用实例。
• @app.get("/")：这叫做“装饰器”，它告诉 FastAPI 当用户访问根路径（“/”）时，调用下面的函数。get 表示 HTTP GET 请求（就像在浏览器中输入网址）。
• def read_root():：定义一个函数，当请求到来时执行。
• return {"Hello": "World"}：返回一个 JSON 响应，这是 API 的常见输出格式。

第三步：运行应用并看到成果

1. 在终端中，导航到 main.py 所在的目录。
2. 运行命令：

uvicorn main:app --reload

解释：uvicorn 是服务器，main:app 指定了应用（从 main.py 中的 app 变量加载），--reload 表示代码更改后自动重启，便于开发。 3. 你会看到输出显示服务在运行，例如：Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000。 4. 打开浏览器，访问 http://127.0.0.1:8000。

成功时刻！

你应该在浏览器中看到 {"Hello": "World"}。恭喜！你刚刚创建并运行了第一个 Web API！这就像点亮了一盏灯，感受到了编程的魅力。

理解基本概念

路由和请求方法

• 路由：就像是网址的路径，如 "/" 代表主页。
• 请求方法：常见的有 GET（获取数据）、POST（发送数据）。类比：GET 像问路，POST 像寄信。

添加更多路由

在 main.py 中添加另一个路由，例如：

@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int):
    return {"item_id": item_id}

• 这里 {item_id} 是路径参数，你可以访问如 http://127.0.0.1:8000/items/42 来测试。
• 刷新浏览器或使用新链接，你会看到 {"item_id": 42}，另一个成功时刻！

处理查询参数

修改函数来接受查询参数：

@app.get("/items/")
def read_items(skip: int = 0, limit: int = 10):
    return {"skip": skip, "limit": limit}

访问 http://127.0.0.1:8000/items/?skip=5&limit=20，你会看到 {"skip": 5, "limit": 20}。这展示了如何传递额外参数。

进阶：异步任务队列（Celery + Redis）简介

FastAPI 支持异步编程，这在处理耗时任务（如发送电子邮件或处理大文件）时很有用。Celery 是一个分布式任务队列，Redis 是消息代理，它们可以帮助你在后台运行任务，而不阻塞主 API。

生活化类比

把 FastAPI 想象成前台接待员，处理快速请求；而 Celery 是后台团队，处理需要时间的任务（比如准备复杂订单）。Redis 则是团队之间的沟通板，确保任务分配顺畅。

简单示例（可选，作为概念理解）

1. 安装 Celery 和 Redis：

pip install celery redis

2. 创建一个新文件 celery_app.py，设置基本任务。
3. 在 FastAPI 中触发任务，例如：

from celery import Celery

celery_app = Celery('tasks', broker='redis://localhost:6379/0')

@celery_app.task
def process_data(data):
    # 模拟耗时任务
    return f"Processed: {data}"

@app.post("/process/")
def start_processing(data: str):
    task = process_data.delay(data)
    return {"task_id": task.id, "status": "Task started"}

• 这只是一个概念展示；作为初学者，你可以先专注于 FastAPI 基础，以后再深入学习异步任务。

总结与下一步

你已经学会了：

• 安装和运行 FastAPI。
• 创建简单的路由和响应。
• 理解了基本概念，并通过示例建立了信心。

成功回顾

• 工具安装完成。
• 第一个 API 运行成功。
• 添加了更多功能，看到了即时结果。

继续学习建议

• 探索 FastAPI 文档（https://fastapi.tiangolo.com/），了解更多功能如请求体验证、自动文档。
• 尝试构建一个小项目，比如待办事项 API。
• 当准备好时，深入学习异步编程和 Celery 集成。

保持动手实践，享受编程的乐趣！如果有问题，记得查看文档或搜索社区帮助。祝你学习愉快！