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fastapi python 中的异步 io 高性能 web 框架

时间:2023-08-13 14:33:07  来源:  作者:SuperOps

fastapi

FastAPI 是一个基于 Python/ target=_blank class=infotextkey>Python 的现代、快速(高性能)的 Web 框架,用于构建 API。它具有简单易用的语法和高度集成的特性,旨在提供高效的开发体验和出色的性能。

‬项目特性

  • 快速高效:FastAPI 构建在 Starlette 框架之上,利用异步(async)和协程(coroutines)的特性,实现了高性能和低延迟的请求处理。它可以处理大量的并发请求,并且具有出色的性能表现。
  • 类型提示和自动文档生成:FastAPI 使用 Python 3.7+ 中引入的类型提示(type hints)特性,可以自动推导请求和响应的数据类型。这不仅提供了更好的代码提示和类型检查,还可以自动生成互动式文档,包括可测试的请求示例和自动生成的 API 文档。
  • 强大的请求处理:FastAPI 提供了一个装饰器式的路由系统,可以轻松定义多个路由和请求处理函数。它支持常见的 HTTP 请求方法(GET、POST、PUT、DELETE 等),并提供了丰富的请求处理功能,如路径参数、查询参数、请求体验证、表单处理等。
  • 安全认证和授权:FastAPI 支持常见的认证和授权机制,如 OAuth2、JWT(JSON Web Tokens)等。它提供了内置的安全功能,可以轻松地保护 API,并限制访问权限。
  • 数据库集成:FastAPI 可以与多种数据库进行集成,包括关系型数据库(如 PostgreSQL、MySQL、SQLite)和非关系型数据库(如 MongoDB)。它提供了异步数据库访问的支持,可以通过异步方式高效地处理数据库操作。
  • WebSocket 支持:除了常见的 HTTP 请求处理,FastAPI 还支持 WebSocket 协议,可以构建实时应用程序,如聊天应用、实时数据推送等。
  • 扩展生态系统:FastAPI 可以与其他 Python 生态系统中的库和工具进行无缝集成,如 Pydantic(用于数据验证和序列化)、SQLAlchemy(用于数据库 ORM)、Celery(用于异步任务处理)等。

FastAPI 是一个功能强大、性能优越的 Python Web 框架,它的简洁语法、类型提示和自动生成的文档使得开发 API 变得更加高效和愉悦。无论是构建小型的原型应用还是大规模的生产系统,FastAPI 都是一个值得考虑的选择。

‬fastapi框架为啥性能非常牛?

FastAPI 是一个基于 Python 的高性能 Web 框架,其性能高主要有以下几个原因:

  • 基于异步编程模型:FastAPI 使用 Python 的 asyncio 库,基于异步编程模型构建应用程序。异步编程允许在处理请求时并发执行多个任务,而不会因为等待 I/O 操作而阻塞。这种非阻塞的处理方式使得应用程序能够更有效地利用系统资源,提高了并发处理能力和性能。
  • 使用底层高性能框架:FastAPI 基于 Starlette 框架构建,Starlette 是一个轻量级的异步 Web 框架,具有出色的性能和低延迟。它使用了高性能的网络库,如 uvicorn 和 httptools,这些库在处理请求和响应时具有优异的性能。
  • 高度优化的请求处理:FastAPI 在请求处理方面进行了高度优化。它使用了异步请求解析器,可以在解析请求时进行并发处理,提高了请求的处理速度。此外,FastAPI 还通过使用 Pydantic 库对请求和响应的数据进行序列化和反序列化,提供了高性能的数据验证和转换功能。
  • 异步数据库访问:FastAPI 可以与异步数据库访问库(如 SQLAlchemy、Tortoise-ORM)结合使用,从而实现异步的数据库操作。异步数据库访问能够充分利用异步编程模型的优势,提高数据库操作的性能和并发处理能力。

FastAPI 通过使用异步编程模型、底层高性能框架、类型注解和自动文档生成等技术手段,以及对请求处理和数据库访问的优化,使得其具备了出色的性能表现。这使得 FastAPI 成为构建高性能 Web 应用程序的理想选择。

以fastapi为核心框架构建的出名项目介绍

FastAPI 是一个非常受欢迎的 Web 框架,许多开源项目和框架都基于 FastAPI 进行打造并且活跃。以下是一些基于 FastAPI 的活跃开源框架:

  • Typer:Typer 是一个基于 FastAPI 构建的命令行应用框架,它提供了一个简单而强大的方式来创建命令行工具。Typer 使用 FastAPI 的核心功能和类型注解,使得创建命令行应用程序变得快速和容易。
  • FastAPI-Admin:FastAPI-Admin 是一个基于 FastAPI 和 Tortoise ORM 的后台管理框架,它提供了一套自动生成的 CRUD(增删改查)界面和管理功能。使用 FastAPI-Admin,开发者可以快速搭建一个功能齐全的后台管理系统。
  • FastAPI-Users:FastAPI-Users 是一个基于 FastAPI 和 OAuth 认证的用户身份验证和管理框架。它提供了注册、登录、密码重置等常见的用户管理功能,并支持多种身份验证方式,如 JWT、OAuth2 等。
  • FastAPI-CRUDRouter:FastAPI-CRUDRouter 是一个用于快速创建 CRUD API 路由的库。它基于 FastAPI 和 SQLAlchemy(或其他 ORM)实现了通用的 CRUD 操作,使得创建和管理数据库实体变得简单和高效。
  • FastAPI-WebSocket:FastAPI-WebSocket 是一个为 FastAPI 添加 WebSocket 支持的库。它允许开发者使用 FastAPI 来构建实时的双向通信应用程序,如聊天应用、实时数据推送等。

这些基于 FastAPI 的开源框架在社区中非常活跃,并且得到了广泛的使用和贡献。它们扩展了 FastAPI 的功能,提供了更多的工具和功能,使得开发者可以更快速、高效地构建各种类型的应用程序。这些框架的活跃程度也意味着在使用过程中可以获得更好的社区支持和文档资源。

总结

当谈到异步编程和高性能 Web 开发时,FastAPI 和 asyncio 是非常有影响力的工具和框架。

  • FastAPI 是异步 Web 开发的理想选择:FastAPI 是一个基于异步编程模型的高性能 Web 框架,它充分利用了 asyncio 的能力。通过使用 FastAPI,开发者可以构建快速、可扩展的 Web API,并且能够处理大量的并发请求。
  • asyncio 是 Python 异步编程的核心:asyncio 是 Python 官方提供的异步编程库,为开发者提供了处理并发、异步任务的能力。它是构建高性能、可伸缩和并发应用的重要工具。在我的的《asyncio从入门到精通》技术专栏中,深入介绍了 asyncio 的核心概念、用法和最佳实践,以帮助读者从入门到精通 asyncio。
  • 异步编程是现代应用开发的趋势:随着计算机和网络的发展,处理大规模数据和高并发请求的需求越来越普遍。异步编程模型能够更好地满足这些需求,并提供更好的性能和资源利用率。通过《asyncio从入门到精通》技术专栏,可以快速掌握 asyncio,从而在现代应用开发中获得竞争优势。


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