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FastAPI 是一個(gè)使用 Python 編寫的 Web 框架，還應(yīng)用了 Python asyncio 庫中最新的優(yōu)化。本文將會(huì)介紹如何搭建基于容器的開發(fā)環(huán)境，還會(huì)展示如何使用 FastAPI 實(shí)現(xiàn)一個(gè)小型 Web 服務(wù)。

起步

我們將使用 Fedora 作為基礎(chǔ)鏡像來搭建開發(fā)環(huán)境，并使用 Dockerfile 為鏡像注入 FastAPI、Uvicorn 和 aiofiles 這幾個(gè)包。

FROM fedora:32
RUN dnf install -y python-pip \
    && dnf clean all \
    && pip install fastapi uvicorn aiofiles
WORKDIR /srv
CMD ["uvicorn", "main:app", "--reload"]

在工作目錄下保存 Dockerfile 之后，執(zhí)行 podman 命令構(gòu)建容器鏡像。

$ podman build -t fastapi .
$ podman images
REPOSITORY TAG IMAGE ID CREATED SIZE
localhost/fastapi latest 01e974cabe8b 18 seconds ago 326 MB

下面我們可以開始創(chuàng)建一個(gè)簡單的 FastAPI 應(yīng)用程序，并通過容器鏡像運(yùn)行。

from fastapi import FastAPI
 
app = FastAPI()
 
@app.get("/")
async def root():
    return {"message": "Hello Fedora Magazine!"}

將上面的代碼保存到 main.py 文件中，然后執(zhí)行以下命令開始運(yùn)行：

$ podman run --rm -v $PWD:/srv:z -p 8000:8000 --name fastapi -d fastapi
$ curl http://127.0.0.1:8000
{"message":"Hello Fedora Magazine!"

這樣，一個(gè)基于 FastAPI 的 Web 服務(wù)就跑起來了。由于指定了 --reload 參數(shù)，一旦 main.py 文件發(fā)生了改變，整個(gè)應(yīng)用都會(huì)自動(dòng)重新加載。你可以嘗試將返回信息 "Hello Fedora Magazine!" 修改為其它內(nèi)容，然后觀察效果。

可以使用以下命令停止應(yīng)用程序：

$ podman stop fastapi

構(gòu)建一個(gè)小型 Web 服務(wù)

接下來我們會(huì)構(gòu)建一個(gè)需要 I/O 操作的應(yīng)用程序，通過這個(gè)應(yīng)用程序，我們可以看到 FastAPI 自身的特點(diǎn)，以及它在性能上有什么優(yōu)勢（可以在這里參考 FastAPI 和其它 Python Web 框架的對(duì)比）。為簡單起見，我們直接使用 dnf history 命令的輸出來作為這個(gè)應(yīng)用程序使用的數(shù)據(jù)。

首先將 dnf history 命令的輸出保存到文件。

$ dnf history | tail --lines=+3 > history.txt

在上面的命令中，我們使用 tail 去除了 dnf history 輸出內(nèi)容中無用的表頭信息。剩余的每一條 dnf 事務(wù)都包括了以下信息：

• id：事務(wù)編號(hào)（每次運(yùn)行一條新事務(wù)時(shí)該編號(hào)都會(huì)遞增）
• command：事務(wù)中運(yùn)行的 dnf 命令
• date：執(zhí)行事務(wù)的日期和時(shí)間

然后修改 main.py 文件將相關(guān)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)添加進(jìn)去。

from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel
 
app = FastAPI()
 
class DnfTransaction(BaseModel):
    id: int
    command: str
    date: str

FastAPI 自帶的 pydantic 庫讓你可以輕松定義一個(gè)數(shù)據(jù)類，其中的類型注釋對(duì)數(shù)據(jù)的驗(yàn)證也提供了方便。

再增加一個(gè)函數(shù)，用于從 history.txt 文件中讀取數(shù)據(jù)。

import aiofiles
 
from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel
 
app = FastAPI()
 
class DnfTransaction(BaseModel):
    id: int
    command: str
    date: str
 
 
async def read_history():
    transactions = []
    async with aiofiles.open("history.txt") as f:
        async for line in f:
            transactions.append(DnfTransaction(
                id=line.split("|")[0].strip(" "),
                command=line.split("|")[1].strip(" "),
                date=line.split("|")[2].strip(" ")))
    return transactions

這個(gè)函數(shù)中使用了 aiofiles 庫，這個(gè)庫提供了一個(gè)異步 API 來處理 Python 中的文件，因此打開文件或讀取文件的時(shí)候不會(huì)阻塞其它對(duì)服務(wù)器的請(qǐng)求。

最后，修改 root 函數(shù)，讓它返回事務(wù)列表中的數(shù)據(jù)。

@app.get("/")
async def read_root():
    return await read_history()

執(zhí)行以下命令就可以看到應(yīng)用程序的輸出內(nèi)容了。

$ curl http://127.0.0.1:8000 | python -m json.tool
[
{
"id": 103,
"command": "update",
"date": "2020-05-25 08:35"
},
{
"id": 102,
"command": "update",
"date": "2020-05-23 15:46"
},
{
"id": 101,
"command": "update",
"date": "2020-05-22 11:32"
},
....
]

總結(jié)

FastAPI 提供了一種使用 asyncio 構(gòu)建 Web 服務(wù)的簡單方法，因此它在 Python Web 框架的生態(tài)中日趨流行。要了解 FastAPI 的更多信息，歡迎查閱 FastAPI 文檔。

本文中的代碼可以在 GitHub 上找到。