近日只是为了想尽办法为 Flask 实现 Swagger UI 文档功能，基本上要让 Flask 配合 Flasgger, 所以写了篇 Flask 应用集成 Swagger UI 。然而不断的 Google 过程中偶然间发现了 FastAPI 这么一款集成了 Swagger UI 的更新的 Python Web 框架。起初想要在标题中表达的意思大概是 Flask + Swagger = FastAPI, 后来发现 FastAPI 的闪亮点不仅如此，顺便找了些 Flask 与 FastAPI 对比的文章来，在文后附有链接。

本文不对 Flask 与 FastAPI 的各个方面对进行对比，本人兴趣依然还在 FastAPI 的 Swagger UI 功能，以及与 Flask 的 Blueprint 类似的特性。如果要拿 Flask 与 FastAPI 比较的话，应该用 Flask 2.x, 因为它开始支持类似 @app.get 的装饰器，并引入了 async 路由函数。

Flask 是在 2010 年发布的，它构建于 WSGI(Python Web Server Gateway Interface) 之上的，产品环境中运行需与 uWSGI, Gunicorn 搭配，或用 mod_wsgi 模块与 Apache 集成。因发布较早，所以目前应该有较多的使用者。Flask 2.0 需要 Python 3.6+ 的支持，如果支持 async , 需 Python 3.7+

FastAPI 发布于 2018 年，构建于 ASGI(Asynchronous Server Gateway Interface) 之上，在 IO 密集型的应用中有更优越的性能。生成环境中配合 ASGI 服务器，如 Uvicorn 或 Hypercorn . FastAPI 最为亮丽的特性是集成了 Swagger UI -- 外加一个福利 ReDoc 。FastAPI 需 Python 3.6+ 版本。

毕竟是在开始学一个新的框架，还是从它的基本用法开始，途中会穿插与 Flask 的对比。

FastAPI 的基本用法

安装:

 $ pip install fastapi  $ pip install "uvicorn[standard]" 

当前安装的 fastapi 版本为 0.70.1, uvicorn 版本为 0.16.0。开始第一个例子，摘自官方

创建一个 main.py 文件，内容为

from typing import Optional
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: Optional[str] = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}

注：以上两个函数前面可以加上 async 关键字

启动服务，用命令

 $  uvicorn main:app --reload  INFO: Will watch for changes in these directories: ['/Users/yanbin/demo/first-fastapi']  INFO: Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)  INFO: Started reloader process [81730] using watchgod  INFO: Started server process [81732]  INFO: Waiting for application startup.  INFO: Application startup complete.  

注： uvicorn --help 列出详细帮助，如启动多少个 worker, 绑定网络接口和端口号, 配置 SSL 证书等。

访问服务

 $ curl -i http://localhost:8000/  HTTP/1.1 200 OK  date: Mon, 20 Dec 2021 06:51:24 GMT  server: uvicorn  content-length: 17  content-type: application/json  {"Hello":"World"} 

另一个服务就是 http://localhost:8000/items/100?q=somequery

与 Flask 的对比

1. Flask 对返回的 dict 类型会自动应用 jsonify(), 并且响应的 Content-Type 为 application/json; 如果返回的是字符串，响应 Content-Type 为 text/html, 除非显式的调用 jsonify() 函数。FastAPI 都会生成 application/json 的响应，Flask 对返回的 tuple 类型还有更多的约定, 见 Flask About Response
2. Flask 对路径中的参数可选择中 @app.xxx 装饰器中声明类型，如 app.get("/items/<int:item_id>"
3. Flask 访问查询参数用 request.args.get('key') 的方式
4. 启动服务的方式不同，下面单独列出

回顾一个 Flask 启动服务的方式有

 $ export FLASK_APP=hello  $ flask run 

如果程序文件名为 app.py 或 wsgi.py 的话，可以省略 FLASK_APP 环境变量，直接执行 flask run 就行。另一种方式就是在代码中加上 main 入口

if __name__ == "__main__":
    app.run()

然后像普通 Python 代码一样执行

 $ python main.py 

对于 FastAPI, 如果总是要用 uvicorn 来启动服务的话，在 IDE 中调用就变得不那么便利。由于 uvicorn 本身就是 Python 实现，当然也就可以把命令过程写到 Python 代码中

from fastapi import FastAPI
import uvicorn

app = FastAPI()

if __name__ == "__main__":
    uvicorn.run(app)

注：uvicorn.run() 可接受更多的参数，相当于 uvicorn --help 可接受的。

同样把 main.py 当作普通 Python 程序来启动即可

 $ python main.py 

FastAPI 自动产生的 Web 文档

前面讲过，FastAPI 进入我的视野最首要的一个原因就是它集成了 Swagger UI, 在启动了 FastAPI 服务后，只要访问 http://localhost:8000/docs, 熟悉的 Swagger UI 即刻映入眼帘

同时注意到函数映射为 API 的名称，由于参数是带有类型提示的，所以在 SwaggerUI 中也能看到相应的类型。其他定制 Swagger UI 的工作需要时可细细研究。

FastAPI 除了 SwaggerUI 外，还同时给了我们另一个选择，那就是 redoc, 访问 http://localhost:8000/redoc, 看到下面的界面

我也是头一回从 FastAPI 这里了解到还有一个 Redoc 的 Web API 文档工具，它和 SwaggerUI 类似，都是支持 Open API。

API Spec 中包含请求/响应的 Model

使用 FastAPI 时，在 API 文档中产生请求/响应的 Model 类型也很简单，下面的例子同时包含自定义的输入输出类型

下面是 main.py 的全新内容

from typing import Optional
from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel

app = FastAPI()

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

class Msg(BaseModel):
    item_id: int
    item_name: str

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

再查看 http://localhost:8000/docs 文档，看到 PUT /items/{item_id} 的界面如下

我们能看到请求与响应中的 Example Value 和 Schema 定义

梳理完 FastAPI 的自动 API 文档功能，进入下一个话题

FastAPI 的多文件支持

FastAPI 类似于 Flask 的 Blueprints 功能没有一个特定的名称，只笼统的给出解决方案 Bigger Applications - Multiple Files . 我们来看一下它是怎么实现的。这里简化官方的例子，排除了 dependencies 的应用，要用到的目录结构为

app
├── internal
│   └── admin.py
├── main.py
└── routers
    ├── items.py
    └── users.py

每个目录中都可以放一个 __init__.py 文件，标识为包，接着是每个文件的内容

app/internal/admin.py

from fastapi import APIRouter

router = APIRouter()

@router.get("/")
def admin():
    return "admin"

app/routers/items.py

from fastapi import APIRouter

router = APIRouter(prefix="/items", tags=["tag_items"])

@router.get("/")
async def read_items():
    return {"__all__"}


@router.delete("/{item_id}")
def delete_item(item_id: int):
    return {"action": "delete", "item_id": item_id}

app/routers/users.py

from fastapi import APIRouter

router = APIRouter()

@router.get("/users/{username}", tags=["users"])
def read_user(username: str):
    return {"username": username}

@router.post("/users/{username}", tags=["users"])
async def add_user(username: str):
    return {"action": "add", "username": username, "userid": "new_id"}

在每个单独定义路由的文件里用到的是 APIRouter , 它相当是一个迷你的 FastAPI , 也类似于 Flask 的 Blueprint . 上面分别演示了两种 APIRouter 的声明方式，声明时带不带 prefix 和 tags。同时在为函数定义路由时也可指定 tags，在后面我们将会注意到 tags 只是为 API 文档分类用的。

app/main.py

from fastapi import FastAPI
from .internal import admin
from .routers import users, items

app = FastAPI()

app.include_router(users.router)
app.include_router(items.router)
app.include_router(admin.router, prefix="/admin", tags=["admin"])

@app.get("/")
def index():
    return "index"

这里实际上使用了三种定义路径前缀与 tags(API 分类) 的方式

1. user.router: 在每个 API 中定义完整 API 路径(如 /users 为 URL 前缀) 以及 tags
2. item.router: 声明 APIRouter 时统一指定 URL 前缀和 tags
3. admin.router: 注册 APIrouter 到 app(FastAPI) 时指定 URL 前缀和 tags

现在运行

 $ uvicorn app.main:app --reload 

查看 SwaggerUI http://localhost:8000/docs

到目前为止我重点关注 FastAPI 的就是以上那两个特性：自动 API 文档与大程序多文件(Blueprint) 功能。其他的特性可查阅 FastAPI 的 Features 。比如：

1. 自动的 JSON 反序列化
2. 数据校验功能
3. HTTP Basic, OAuth2, API keys 的支持
4. WebSocket, 进程内后台任务，启动/关闭事件，CORS, GZIP, 静态文件，流响应数据，Session/Cookie
5. 轻松与 GraphQL 集成

原文 https://yanbin.blog/fastapi-new-python-web-framework-vs-flask/