FastAPI¶

FastAPI-Framework, hohe Performanz, leicht zu lernen, schnell zu entwickeln, produktionsreif

Dokumentation: https://fastapi.tiangolo.com/de

Quellcode: https://github.com/fastapi/fastapi

FastAPI ist ein modernes, schnelles (hoch performantes) Webframework zur Erstellung von APIs mit Python auf Basis von Standard-Python-Typhinweisen.

Seine Schlüssel-Merkmale sind:

Schnell: Sehr hohe Performanz, auf Augenhöhe mit NodeJS und Go (dank Starlette und Pydantic). Eines der schnellsten verfügbaren Python-Frameworks.
Schnell zu entwickeln: Erhöhen Sie die Geschwindigkeit bei der Entwicklung von Features um etwa 200 % bis 300 %. *
Weniger Bugs: Verringern Sie die von Menschen (Entwicklern) verursachten Fehler um etwa 40 %. *
Intuitiv: Hervorragende Editor-Unterstützung. Code-Vervollständigung überall. Weniger Zeit mit Debuggen verbringen.
Einfach: So konzipiert, dass es einfach zu benutzen und zu erlernen ist. Weniger Zeit mit dem Lesen von Dokumentation verbringen.
Kurz: Minimieren Sie die Verdoppelung von Code. Mehrere Features aus jeder Parameterdeklaration. Weniger Bugs.
Robust: Erhalten Sie produktionsreifen Code. Mit automatischer, interaktiver Dokumentation.
Standards-basiert: Basierend auf (und vollständig kompatibel mit) den offenen Standards für APIs: OpenAPI (früher bekannt als Swagger) und JSON Schema.

* Schätzung basierend auf Tests in einem internen Entwicklungsteam, das Produktionsanwendungen erstellt.

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Andere Sponsoren

Meinungen¶

„[...] Ich verwende FastAPI heutzutage sehr oft. [...] Ich habe tatsächlich vor, es für alle ML-Services meines Teams bei Microsoft zu verwenden. Einige davon werden in das Kernprodukt Windows und einige Office-Produkte integriert.“

Kabir Khan – Microsoft (Ref.)

„Wir haben die FastAPI-Bibliothek übernommen, um einen REST-Server zu erstellen, der für Vorhersagen abgefragt werden kann. [für Ludwig]“

Piero Molino, Yaroslav Dudin, und Sai Sumanth Miryala – Uber (Ref.)

„Netflix freut sich, die Open-Source-Veröffentlichung unseres Krisenmanagement-Orchestrierung-Frameworks bekannt zu geben: Dispatch! [erstellt mit FastAPI]“

Kevin Glisson, Marc Vilanova, Forest Monsen – Netflix (Ref.)

„Ich bin hellauf begeistert von FastAPI. Es macht so viel Spaß!“

Brian Okken – Python Bytes Podcast-Host (Ref.)

„Ehrlich, was Du gebaut hast, sieht super solide und poliert aus. In vielerlei Hinsicht ist es so, wie ich Hug haben wollte – es ist wirklich inspirierend, jemanden so etwas bauen zu sehen.“

Timothy Crosley – Hug-Autor (Ref.)

„Wenn Sie ein modernes Framework zum Erstellen von REST-APIs erlernen möchten, schauen Sie sich FastAPI an. [...] Es ist schnell, einfach zu verwenden und leicht zu lernen [...]“

„Wir haben zu FastAPI für unsere APIs gewechselt [...] Ich denke, es wird Ihnen gefallen [...]“

Ines Montani – Matthew Honnibal – Explosion AI-Gründer – spaCy-Autoren (Ref.) – (Ref.)

„Falls irgendjemand eine Produktions-Python-API erstellen möchte, kann ich FastAPI wärmstens empfehlen. Es ist wunderschön konzipiert, einfach zu verwenden und hoch skalierbar; es ist zu einer Schlüsselkomponente unserer API-First-Entwicklungsstrategie geworden und treibt viele Automatisierungen und Services an, wie etwa unseren Virtual TAC Engineer.“

Deon Pillsbury – Cisco (Ref.)

Typer, das FastAPI der CLIs¶

Wenn Sie eine CLI-Anwendung für das Terminal erstellen, anstelle einer Web-API, schauen Sie sich Typer an.

Typer ist die kleine Schwester von FastAPI. Und es soll das FastAPI der CLIs sein. ⌨️ 🚀

Anforderungen¶

FastAPI steht auf den Schultern von Giganten:

Starlette für die Webanteile.
Pydantic für die Datenanteile.

Installation¶

Erstellen und aktivieren Sie eine virtuelle Umgebung und installieren Sie dann FastAPI:

$ pip install "fastapi[standard]"

---> 100%

Hinweis: Stellen Sie sicher, dass Sie "fastapi[standard]" in Anführungszeichen setzen, damit es in allen Terminals funktioniert.

Beispiel¶

Erstellung¶

Erstellen Sie eine Datei main.py mit:

from typing import Union

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()


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


@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: Union[str, None] = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}

Oder verwenden Sie async def ...

Wenn Ihr Code async / await verwendet, benutzen Sie async def:

from typing import Union

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()


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


@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int, q: Union[str, None] = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}

Hinweis:

Wenn Sie das nicht kennen, schauen Sie sich den Abschnitt „In Eile?“ über async und await in der Dokumentation an.

Starten¶

Starten Sie den Server mit:

$ fastapi dev main.py

 ╭────────── FastAPI CLI - Development mode ───────────╮
 │                                                     │
 │  Serving at: http://127.0.0.1:8000                  │
 │                                                     │
 │  API docs: http://127.0.0.1:8000/docs               │
 │                                                     │
 │  Running in development mode, for production use:   │
 │                                                     │
 │  fastapi run                                        │
 │                                                     │
 ╰─────────────────────────────────────────────────────╯

INFO:     Will watch for changes in these directories: ['/home/user/code/awesomeapp']
INFO:     Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
INFO:     Started reloader process [2248755] using WatchFiles
INFO:     Started server process [2248757]
INFO:     Waiting for application startup.
INFO:     Application startup complete.

Was der Befehl fastapi dev main.py macht ...

Der Befehl fastapi dev liest Ihre main.py-Datei, erkennt die FastAPI-App darin und startet einen Server mit Uvicorn.

Standardmäßig wird fastapi dev mit aktiviertem Auto-Reload für die lokale Entwicklung gestartet.

Sie können mehr darüber in der FastAPI CLI Dokumentation lesen.

Es testen¶

Öffnen Sie Ihren Browser unter http://127.0.0.1:8000/items/5?q=somequery.

Sie sehen die JSON-Response als:

{"item_id": 5, "q": "somequery"}

Sie haben bereits eine API erstellt, welche:

HTTP-Requests auf den Pfaden / und /items/{item_id} entgegennimmt.
Beide Pfade nehmen GET Operationen (auch bekannt als HTTP-Methoden) entgegen.
Der Pfad /items/{item_id} hat einen Pfad-Parameter item_id, der ein int sein sollte.
Der Pfad /items/{item_id} hat einen optionalen str-Query-Parameter q.

Interaktive API-Dokumentation¶

Gehen Sie nun auf http://127.0.0.1:8000/docs.

Sie sehen die automatische interaktive API-Dokumentation (bereitgestellt von Swagger UI):

Swagger UI

Alternative API-Dokumentation¶

Und jetzt gehen Sie auf http://127.0.0.1:8000/redoc.

Sie sehen die alternative automatische Dokumentation (bereitgestellt von ReDoc):

ReDoc

Beispiel Aktualisierung¶

Ändern Sie jetzt die Datei main.py, um den Body eines PUT-Requests zu empfangen.

Deklarieren Sie den Body mit Standard-Python-Typen, dank Pydantic.

from typing import Union

from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel

app = FastAPI()


class Item(BaseModel):
    name: str
    price: float
    is_offer: Union[bool, None] = None


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


@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: Union[str, None] = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}


@app.put("/items/{item_id}")
def update_item(item_id: int, item: Item):
    return {"item_name": item.name, "item_id": item_id}

Der fastapi dev-Server sollte automatisch neu laden.

Interaktive API-Dokumentation aktualisieren¶

Gehen Sie jetzt auf http://127.0.0.1:8000/docs.

Die interaktive API-Dokumentation wird automatisch aktualisiert, einschließlich des neuen Bodys:

Swagger UI

Klicken Sie auf den Button „Try it out“, damit können Sie die Parameter ausfüllen und direkt mit der API interagieren:

Swagger UI Interaktion

Klicken Sie dann auf den Button „Execute“, die Benutzeroberfläche wird mit Ihrer API kommunizieren, sendet die Parameter, holt die Ergebnisse und zeigt sie auf dem Bildschirm an:

Swagger UI Interaktion

Alternative API-Dokumentation aktualisieren¶

Und jetzt gehen Sie auf http://127.0.0.1:8000/redoc.

Die alternative Dokumentation wird ebenfalls den neuen Query-Parameter und Body widerspiegeln:

ReDoc

Zusammenfassung¶

Zusammengefasst deklarieren Sie einmal die Typen von Parametern, Body, usw. als Funktionsparameter.

Das machen Sie mit modernen Standard-Python-Typen.

Sie müssen keine neue Syntax, Methoden oder Klassen einer bestimmten Bibliothek usw. lernen.

Nur Standard-Python.

Zum Beispiel für ein int:

item_id: int

oder für ein komplexeres Item-Modell:

item: Item

... und mit dieser einen Deklaration erhalten Sie:

Editor-Unterstützung, einschließlich:
- Code-Vervollständigung.
- Typprüfungen.
Validierung von Daten:
- Automatische und eindeutige Fehler, wenn die Daten ungültig sind.
- Validierung sogar für tief verschachtelte JSON-Objekte.
Konvertierung von Eingabedaten: Aus dem Netzwerk kommend, zu Python-Daten und -Typen. Lesen von:
- JSON.
- Pfad-Parametern.
- Query-Parametern.
- Cookies.
- Headern.
- Formularen.
- Dateien.
Konvertierung von Ausgabedaten: Konvertierung von Python-Daten und -Typen zu Netzwerkdaten (als JSON):
- Konvertieren von Python-Typen (str, int, float, bool, list, usw.).
- datetime-Objekte.
- UUID-Objekte.
- Datenbankmodelle.
- ... und viele mehr.
Automatische interaktive API-Dokumentation, einschließlich zwei alternativer Benutzeroberflächen:
- Swagger UI.
- ReDoc.

Um auf das vorherige Codebeispiel zurückzukommen, FastAPI wird:

Validieren, dass es eine item_id im Pfad für GET- und PUT-Requests gibt.
Validieren, ob die item_id vom Typ int für GET- und PUT-Requests ist.
- Falls nicht, sieht der Client einen hilfreichen, klaren Fehler.
Prüfen, ob es einen optionalen Query-Parameter namens q (wie in http://127.0.0.1:8000/items/foo?q=somequery) für GET-Requests gibt.
- Da der q-Parameter mit = None deklariert ist, ist er optional.
- Ohne das None wäre er erforderlich (wie der Body im Fall von PUT).
Bei PUT-Requests an /items/{item_id} den Body als JSON lesen:
- Prüfen, ob er ein erforderliches Attribut name hat, das ein str sein muss.
- Prüfen, ob er ein erforderliches Attribut price hat, das ein float sein muss.
- Prüfen, ob er ein optionales Attribut is_offer hat, das ein bool sein muss, falls vorhanden.
- All dies würde auch für tief verschachtelte JSON-Objekte funktionieren.
Automatisch von und nach JSON konvertieren.
Alles mit OpenAPI dokumentieren, welches verwendet werden kann von:
- Interaktiven Dokumentationssystemen.
- Automatisch Client-Code generierenden Systemen für viele Sprachen.
Zwei interaktive Dokumentations-Weboberflächen direkt bereitstellen.

Wir haben nur an der Oberfläche gekratzt, aber Sie bekommen schon eine Vorstellung davon, wie das Ganze funktioniert.

Versuchen Sie, diese Zeile zu ändern:

    return {"item_name": item.name, "item_id": item_id}

... von:

        ... "item_name": item.name ...

... zu:

        ... "item_price": item.price ...

... und sehen Sie, wie Ihr Editor die Attribute automatisch vervollständigt und ihre Typen kennt:

Editor Unterstützung

Für ein vollständigeres Beispiel, mit weiteren Funktionen, siehe das Tutorial – Benutzerhandbuch.

Spoiler-Alarm: Das Tutorial – Benutzerhandbuch enthält:

Deklaration von Parametern von anderen verschiedenen Stellen wie: Header, Cookies, Formularfelder und Dateien.
Wie man Validierungs-Constraints wie maximum_length oder regex setzt.
Ein sehr leistungsfähiges und einfach zu bedienendes System für Dependency Injection.
Sicherheit und Authentifizierung, einschließlich Unterstützung für OAuth2 mit JWT-Tokens und HTTP Basic Authentifizierung.
Fortgeschrittenere (aber ebenso einfache) Techniken zur Deklaration tief verschachtelter JSON-Modelle (dank Pydantic).
GraphQL-Integration mit Strawberry und anderen Bibliotheken.
Viele zusätzliche Features (dank Starlette) wie:
- WebSockets
- extrem einfache Tests auf Basis von HTTPX und pytest
- CORS
- Cookie-Sessions
- ... und mehr.

Performanz¶

Unabhängige TechEmpower-Benchmarks zeigen FastAPI-Anwendungen, die unter Uvicorn laufen, als eines der schnellsten verfügbaren Python-Frameworks, nur hinter Starlette und Uvicorn selbst (intern von FastAPI verwendet). (*)

Um mehr darüber zu erfahren, siehe den Abschnitt Benchmarks.

Abhängigkeiten¶

FastAPI hängt von Pydantic und Starlette ab.

`standard`-Abhängigkeiten¶

Wenn Sie FastAPI mit pip install "fastapi[standard]" installieren, kommt es mit der standard-Gruppe optionaler Abhängigkeiten:

Verwendet von Pydantic:

email-validator – für E-Mail-Validierung.

Verwendet von Starlette:

httpx – erforderlich, wenn Sie den TestClient verwenden möchten.
jinja2 – erforderlich, wenn Sie die Default-Template-Konfiguration verwenden möchten.
python-multipart – erforderlich, wenn Sie Formulare mittels request.form() „parsen“ möchten.

Verwendet von FastAPI:

uvicorn – für den Server, der Ihre Anwendung lädt und bereitstellt. Dies umfasst uvicorn[standard], das einige Abhängigkeiten (z. B. uvloop) beinhaltet, die für eine Bereitstellung mit hoher Performanz benötigt werden.
fastapi-cli[standard] – um den fastapi-Befehl bereitzustellen.
- Dies beinhaltet fastapi-cloud-cli, das es Ihnen ermöglicht, Ihre FastAPI-Anwendung auf FastAPI Cloud bereitzustellen.

Ohne `standard`-Abhängigkeiten¶

Wenn Sie die standard optionalen Abhängigkeiten nicht einschließen möchten, können Sie mit pip install fastapi statt pip install "fastapi[standard]" installieren.

Ohne `fastapi-cloud-cli`¶

Wenn Sie FastAPI mit den Standardabhängigkeiten, aber ohne das fastapi-cloud-cli installieren möchten, können Sie mit pip install "fastapi[standard-no-fastapi-cloud-cli]" installieren.

Zusätzliche optionale Abhängigkeiten¶

Es gibt einige zusätzliche Abhängigkeiten, die Sie installieren möchten.

Zusätzliche optionale Pydantic-Abhängigkeiten:

pydantic-settings – für die Verwaltung von Einstellungen.
pydantic-extra-types – für zusätzliche Typen zur Verwendung mit Pydantic.

Zusätzliche optionale FastAPI-Abhängigkeiten:

orjson – erforderlich, wenn Sie ORJSONResponse verwenden möchten.
ujson – erforderlich, wenn Sie UJSONResponse verwenden möchten.

Lizenz¶

Dieses Projekt ist unter den Bedingungen der MIT-Lizenz lizenziert.