Python FastAPI 异步|极客教程

Python FastAPI 异步

简介

在传统的 Web 开发中，请求-响应模型是同步的，即客户端发送请求后，服务器会等待请求处理完成后再返回响应。而在现代 Web 开发中，异步编程变得越来越重要，它可以在处理请求时，不需要等待某个操作完成，而是继续执行其他操作，提高了系统的并发性能。

FastAPI 是一种基于 Python 的现代 Web 框架，它支持异步编程，能够快速构建高性能的 Web 应用。在本文中，我们将详细介绍如何在 FastAPI 中使用异步编程。

异步编程基础

在了解如何在 FastAPI 中使用异步编程之前，我们首先需要了解异步编程的一些基础概念。

同步 vs 异步:
- 同步：在同步编程中，一个操作完成之前，程序会一直等待，无法执行其他操作。
- 异步：在异步编程中，一个操作执行后，程序会继续执行其他操作而不需要等待该操作的完成。
协程:
- 协程是一种轻量级的线程，通过协程可以在一个线程内实现任务的切换和并发执行。
- 在 Python 中，通过 async/await 关键字可以定义协程。
异步框架:
- 异步框架是指能够支持异步编程的框架，例如 Python 的 asyncio 模块。

FastAPI 中的异步编程

FastAPI 支持异步编程，通过 asyncio 模块可以实现异步操作。在 FastAPI 中，我们可以在路由处理函数中使用 async/await 关键字定义异步请求处理逻辑。

下面是一个使用 FastAPI 实现异步请求的示例：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

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

@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int):
    return {"item_id": item_id}

在上面的示例中，我们定义了两个路由处理函数：read_root 和 read_item，这两个函数使用了 async/await 关键字，表示异步处理请求。当客户端发送请求时，FastAPI 会异步执行这两个函数，并返回相应的响应。

异步数据库操作

在实际的 Web 应用中，通常会涉及到与数据库的交互操作。在 FastAPI 中，我们可以使用异步数据库驱动来实现异步的数据库操作。

以使用异步 MySQL 驱动 aiomysql 为例，下面是一个在 FastAPI 中使用异步 MySQL 的示例：

import aiomysql
from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

async def get_connection_pool():
    return await aiomysql.create_pool(
        host='localhost',
        user='root',
        password='password',
        db='test_db'
    )

@app.get("/users/{user_id}")
async def get_user(user_id: int):
    pool = await get_connection_pool()
    async with pool.acquire() as conn:
        async with conn.cursor() as cur:
            await cur.execute("SELECT * FROM users WHERE id = %s", (user_id,))
            user = await cur.fetchone()
            return {"user_id": user_id, "name": user[1]}

在上面的示例中，我们通过 aiomysql.create_pool 创建了一个异步数据库连接池，然后在 get_user 函数中异步地执行了查询操作。通过这种方式，我们可以在 FastAPI 中方便地实现异步的数据库操作。

异步请求依赖处理

在实际的应用中，有些请求可能会依赖于其他请求或操作的结果，这时就需要在 FastAPI 中实现异步请求的依赖处理。

下面是一个示例，演示了如何在 FastAPI 中实现异步请求的依赖处理：

from fastapi import FastAPI, Depends

app = FastAPI()

async def get_user_data(user_id: int):
    # 模拟异步获取用户数据的操作
    user_data = {"user_id": user_id, "name": "Alice"}
    return user_data

@app.get("/users/{user_id}")
async def get_user(user_data: dict = Depends(get_user_data)):
    return user_data

在上面的示例中，get_user 函数依赖于 get_user_data 函数，当客户端发送请求时，FastAPI 会在执行 get_user 函数之前调用 get_user_data 函数，然后将其结果作为参数传递给 get_user 函数。