FastAPI 教學 - Python API / Web 開發框架

什麼是 FastAPI？

FastAPI 是一個用於建構 API 的現代、快速（高效能）的 Web 框架。它是基於 Python 標準的型別提示 (Type Hints) 功能所建構的。

主要特色包括：

  • 快速：可與 NodeJS 和 Go 並駕齊驅的極高執行效能（歸功於 Starlette 和 Pydantic）。它是目前最快的 Python 框架之一。
  • 快速開發：將開發功能的速度提升約 200% 到 300%。
  • 更少的 Bug：減少約 40% 的人為（開發者）錯誤。
  • 直觀：強大的編輯器支援。到處都有自動補全 (Autocomplete) 功能。除錯時間更少。
  • 簡單：設計易於使用和學習。閱讀文件時間更少。
  • 簡潔：盡量減少程式碼重複。每個參數宣告都有多種功能。更少的 Bug。
  • 標準化：基於並完全相容於 API 的開放標準：OpenAPI（以前稱為 Swagger）和 JSON Schema。
  • 非同步支援：原生支援 async 和 await，能夠輕鬆處理高併發的長連接任務。
  • 安全性：內建強大的安全與身份驗證模組，包括 OAuth2 (搭配 JWT tokens) 和 API keys。
Starlette 負責 Web 的部分（路由、Request/Response），Pydantic 負責資料的部份（驗證、序列化）。FastAPI 將兩者完美的結合在一起。

為什麼選擇 FastAPI？

在過去，Python 的 Web 框架選擇通常是 Django 或 Flask。

  • Django 功能強大且完整，但相對笨重。
  • Flask 輕量且靈活，但對於資料驗證和非同步 (Async) 支援較為現代框架弱。

FastAPI 的出現解決了許多現代 Web 開發的痛點：

  1. 原生支援非同步 (Async/Await)：充分利用現代 Python 的非同步特性，處理高併發請求更加得心應手。
  2. 自動生成文件：撰寫程式碼的同時，自動生成互動式 API 文件 (Swagger UI 和 ReDoc)，這對於前後端分離開發非常重要。
  3. 強大的資料驗證：利用 Python Type Hints 和 Pydantic，定義好資料模型後，驗證邏輯自動完成，不用再寫一堆 if-else 檢查欄位。

誰在使用 FastAPI？

許多大型科技公司和新創公司都已經在生產環境中使用 FastAPI，例如：

  • Microsoft
  • Uber
  • Netflix

準備工作

在開始之前，你需要具備以下基礎知識：

  • Python 基礎：熟悉基本語法。
  • Python 型別提示 (Type Hints)：FastAPI 深度依賴這個特性，建議先了解 str, int, List, Dict 等基本型別標註。
  • HTTP 協定：了解 GET, POST, PUT, DELETE 等 HTTP 方法的基本概念。

接下來的教學中，我們將一步步帶你從安裝環境開始，掌握 FastAPI 的強大功能。