好記性不如爛筆頭

內(nèi)容來(lái)自 [ 面試寶典-中級(jí)難度Fast API面試題合集](https://offer.houxu6.top/tag/Fast API)

問(wèn): FastAPI是一個(gè)基于HTTP協(xié)議的Python Web框架愉老，請(qǐng)問(wèn)FastAPI有哪些特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)？

FastAPI是一個(gè)現(xiàn)代剖效、高性能的Python Web框架嫉入，用于構(gòu)建RESTful API和Web服務(wù)。以下是FastAPI的一些主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)：

1. 易學(xué)易用：

   • FastAPI的設(shè)計(jì)易于學(xué)習(xí)和使用璧尸，特別是對(duì)于熟悉Python的人而言咒林。
   • 語(yǔ)法簡(jiǎn)潔明了，且具有高度可讀性爷光。

2. 高性能：

   • FastAPI聲稱性能可以與Node.js和Go相媲美垫竞，是最快的Python框架之一。
   • 這得益于其基于Starlette和Pydantic庫(kù)的實(shí)現(xiàn)。

3. 快速編碼：

   • 開(kāi)發(fā)速度比傳統(tǒng)方法提高約200%到300%欢瞪，這有助于縮短項(xiàng)目開(kāi)發(fā)周期活烙。

4. 類型安全：

   • 利用Python的類型提示來(lái)提供更強(qiáng)的代碼檢查和錯(cuò)誤預(yù)防能力。
   • 自動(dòng)文檔生成：利用類型信息自動(dòng)生成交互式的API文檔（Swagger UI或ReDoc）遣鼓。

5. 安全性：

   • 支持OpenAPI v3規(guī)范啸盏，并通過(guò)JSON Schema驗(yàn)證請(qǐng)求和響應(yīng)數(shù)據(jù)。
   • 內(nèi)置支持多種認(rèn)證和授權(quán)方式骑祟，如OAuth2等回懦。

6. 異步處理：

   • 基于異步IO（asyncio），使得FastAPI能夠高效地處理高并發(fā)場(chǎng)景次企。

7. 輕量級(jí)：

   • 雖然功能強(qiáng)大怯晕，但FastAPI仍然是一個(gè)輕量級(jí)的框架，依賴較少缸棵。

8. 兼容性：

   • 兼容各大主流Web服務(wù)器舟茶，包括Uvicorn、Gunicorn等蛉谜。

9. 社區(qū)支持：

   • FastAPI有一個(gè)活躍的開(kāi)發(fā)者社區(qū)稚晚，因此有豐富的第三方庫(kù)和支持資源。

10. 可擴(kuò)展性：

    • 可以輕松地與其他庫(kù)和框架集成型诚，以滿足特定項(xiàng)目需求客燕。

這些特性使得FastAPI成為許多企業(yè)和開(kāi)發(fā)者在構(gòu)建高性能API時(shí)的理想選擇。

問(wèn): FastAPI如何處理請(qǐng)求和響應(yīng)的HTTP頭部信息狰贯？

在FastAPI中也搓，可以使用HTTPException和自定義響應(yīng)類來(lái)處理請(qǐng)求和響應(yīng)的HTTP頭部信息。以下是一些方法：

1. 通過(guò) HTTPException 設(shè)置狀態(tài)碼和頭部：
   • 當(dāng)需要返回錯(cuò)誤或異常響應(yīng)時(shí)涵紊，可以使用 HTTPException 類傍妒。
   • 你可以指定一個(gè)可選的 headers 參數(shù)來(lái)添加HTTP頭部。

from fastapi import FastAPI, HTTPException

app = FastAPI()

@app.get("/")
async def main():
    headers = {"X-Custom-Header": "Value"}
    raise HTTPException(status_code=403, detail="Access denied", headers=headers)

2. 使用 Response 或自定義響應(yīng)類設(shè)置頭部：
   • 在某些情況下摸柄，你可能希望控制整個(gè)響應(yīng)對(duì)象颤练，包括其狀態(tài)碼、內(nèi)容和頭部驱负。
   • 使用 fastapi.responses.Response 類或創(chuàng)建自己的自定義響應(yīng)類嗦玖。

from fastapi import FastAPI, Response
from fastapi.responses import JSONResponse

app = FastAPI()

@app.get("/")
async def main():
    headers = {"X-Custom-Header": "Value"}
    content = {"message": "Hello, world!"}
    return Response(content=json.dumps(content), media_type="application/json", headers=headers)

# 或者使用JSONResponse
from pydantic import BaseModel

class CustomResponse(BaseModel):
    message: str

@app.get("/")
async def main():
    headers = {"X-Custom-Header": "Value"}
    response = CustomResponse(message="Hello, world!")
    return JSONResponse(content=response.dict(), status_code=200, headers=headers)

以上代碼展示了如何在FastAPI中處理請(qǐng)求和響應(yīng)的HTTP頭部信息。根據(jù)你的需求跃脊，可以選擇最適合的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)所需的頭部功能宇挫。

問(wèn): FastAPI如何處理POST請(qǐng)求的JSON數(shù)據(jù)？

在FastAPI中酪术，處理POST請(qǐng)求的JSON數(shù)據(jù)非常簡(jiǎn)單器瘪。只需使用Body類和Pydantic模型來(lái)定義預(yù)期的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)即可。以下是一個(gè)簡(jiǎn)單的例子：

1. 首先，創(chuàng)建一個(gè)Pydantic模型：
   • 這個(gè)模型將定義你期望從客戶端接收的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)橡疼。

from pydantic import BaseModel

class Item(BaseModel):
    name: str
    description: str = None

2. 然后援所，在路由函數(shù)中使用 Body 類：
   • 在路由裝飾器中，將參數(shù)類型設(shè)置為 Body 類衰齐，并傳遞你的Pydantic模型作為參數(shù)任斋。

from fastapi import FastAPI, Body

app = FastAPI()

@app.post("/items/")
async def create_item(item: Item = Body(...)):
    return item

在這個(gè)例子中继阻，F(xiàn)astAPI會(huì)自動(dòng)解析并驗(yàn)證接收到的JSON數(shù)據(jù)耻涛，將其轉(zhuǎn)換為 Item 對(duì)象，并傳遞給路由函數(shù)瘟檩。如果請(qǐng)求中的JSON數(shù)據(jù)不符合 Item 模型的要求（例如缺少必要的字段或包含無(wú)效的值）抹缕，F(xiàn)astAPI將返回一個(gè)錯(cuò)誤響應(yīng)。

注意：這里的 Body(...) 是一個(gè)特殊語(yǔ)法墨辛，表示此參數(shù)是必需的卓研。如果你想讓某個(gè)參數(shù)可選，可以使用 Body(None) 或 Body(x=None)睹簇，其中 x 是默認(rèn)值奏赘。

此外，F(xiàn)astAPI還支持其他方法來(lái)處理請(qǐng)求體太惠，包括表單數(shù)據(jù)磨淌、多部分文件等。你可以查閱FastAPI官方文檔以獲取更多信息凿渊。

問(wèn): FastAPI如何處理GET請(qǐng)求的查詢參數(shù)梁只？

在FastAPI中，處理GET請(qǐng)求的查詢參數(shù)非常簡(jiǎn)單埃脏。首先搪锣，你需要定義一個(gè)函數(shù)來(lái)處理這些參數(shù)。然后彩掐，在這個(gè)函數(shù)上使用@app.get裝飾器构舟，并將需要的查詢參數(shù)添加到路徑操作裝飾器中。

以下是一個(gè)示例：

from fastapi import FastAPI
app = FastAPI()

@app.get("/items/")
async def read_items(q: str):
    results = {"items": [{"item_id": "Foo"}, {"item_id": "Bar"}]}
    if q:
        results["q"] = q
    return results

在這個(gè)例子中堵幽，我們有一個(gè)名為read_items的函數(shù)狗超，它接受一個(gè)名為q的查詢參數(shù)。當(dāng)用戶訪問(wèn)/items/路徑并提供查詢參數(shù)（例如：/items?q=foo）時(shí)谐檀，F(xiàn)astAPI會(huì)自動(dòng)將該查詢參數(shù)解析為字符串抡谐，并將其作為參數(shù)傳遞給read_items函數(shù)。

如果你需要接收多個(gè)查詢參數(shù)桐猬，你可以像下面這樣定義你的函數(shù)：

@app.get("/items/")
async def read_items(q: str, skip: int = 0, limit: int = 10):
    results = {"items": [{"item_id": "Foo"}, {"item_id": "Bar"}]}
    if q:
        results["q"] = q
    return results[skip:limit]

在這個(gè)例子中麦撵，我們?cè)黾恿藘蓚€(gè)額外的查詢參數(shù)：skip和limit。這兩個(gè)參數(shù)都是可選的，并且都有默認(rèn)值免胃。如果用戶提供了這些參數(shù)（例如：/items?q=foo&skip=10&limit=5）音五，F(xiàn)astAPI會(huì)將它們解析為整數(shù)，并將它們作為參數(shù)傳遞給read_items函數(shù)羔沙。

問(wèn): FastAPI如何處理文件上傳請(qǐng)求躺涝？

在FastAPI中，處理文件上傳請(qǐng)求非常簡(jiǎn)單扼雏。首先坚嗜，你需要定義一個(gè)函數(shù)來(lái)處理這些上傳的文件。然后诗充，在這個(gè)函數(shù)上使用@app.post裝飾器苍蔬，并將需要的文件參數(shù)添加到路徑操作裝飾器中。

以下是一個(gè)示例：

from fastapi import FastAPI, File, UploadFile

app = FastAPI()

@app.post("/uploadfile/")
async def create_upload_file(file: bytes = File(...)):
    return {"file_size": len(file)}

在這個(gè)例子中蝴蜓，我們有一個(gè)名為create_upload_file的函數(shù)碟绑，它接受一個(gè)名為file的文件參數(shù)。當(dāng)用戶訪問(wèn)/uploadfile/路徑并上傳文件時(shí)茎匠，F(xiàn)astAPI會(huì)自動(dòng)將該文件解析為字節(jié)流格仲，并將其作為參數(shù)傳遞給create_upload_file函數(shù)。

如果你想要接收多個(gè)文件诵冒，你可以像下面這樣定義你的函數(shù)：

from typing import List
from fastapi import File, UploadFile

@app.post("/uploadfiles/")
async def create_upload_files(files: List[bytes] = File(...)):
    return {"file_sizes": [len(file) for file in files]}

在這個(gè)例子中凯肋，我們?cè)黾恿硕鄠€(gè)文件參數(shù)：files。如果用戶提供了這些參數(shù)（例如：同時(shí)上傳多個(gè)文件）造烁，F(xiàn)astAPI會(huì)將它們解析為字節(jié)流列表否过，并將它們作為參數(shù)傳遞給create_upload_files函數(shù)。

另外惭蟋，如果你想獲取上傳文件的原始名稱和MIME類型等信息苗桂，可以使用UploadFile對(duì)象代替bytes類型。以下是使用UploadFile的例子：

from fastapi import FastAPI, File, UploadFile

@app.post("/uploadfile/")
async def create_upload_file(file: UploadFile):
    content = await file.read()
    return {"filename": file.filename, "content_type": file.content_type, "file_size": len(content)}

在這個(gè)例子中告组，我們可以從UploadFile對(duì)象中獲取上傳文件的原始名稱煤伟、MIME類型以及內(nèi)容。

問(wèn): FastAPI如何處理WebSocket連接木缝？

在FastAPI中诅炉，處理WebSocket連接可以使用Starlette的WebSocket功能呵曹。首先，你需要定義一個(gè)函數(shù)來(lái)處理WebSocket連接和數(shù)據(jù)傳輸。然后憨攒，在這個(gè)函數(shù)上使用@app.websocket裝飾器吝沫，并將需要的路徑添加到裝飾器中烹棉。

以下是一個(gè)示例：

from fastapi import FastAPI
from fastapi.responses import HTMLResponse
from starlette.websockets import WebSocket

app = FastAPI()

html = """
<!DOCTYPE html>
<html>
    <head>
        <title>WebSocket Echo</title>
    </head>
    <body>
        <h1>WebSocket Echo</h1>
        <form action="" onsubmit="sendMessage(event)">
            <input type="text" id="messageText" autocomplete="off"/>
            <button>Send</button>
        </form>
        <ul id='messages'>
        </ul>
        <script>
            var ws = new WebSocket("ws://localhost:8000/ws/echo");
            ws.onmessage = function(event) {
                var messages = document.getElementById('messages')
                var message = document.createElement('li')
                var content = document.createTextNode(event.data)
                message.appendChild(content)
                messages.appendChild(message);
            };
            function sendMessage(event) {
                var input = document.getElementById("messageText")
                ws.send(input.value);
                event.preventDefault()
            }
        </script>
    </body>
</html>
"""

@app.get("/")
async def get():
    return HTMLResponse(html)

@app.websocket("/ws/echo/")
async def websocket_endpoint(websocket: WebSocket):
    await websocket.accept()
    while True:
        data = await websocket.receive_text()
        await websocket.send_text(f"You said: {data}")

在這個(gè)例子中，我們有一個(gè)名為websocket_endpoint的函數(shù)掸冤，它接受一個(gè)名為websocket的WebSocket對(duì)象。當(dāng)用戶通過(guò)WebSocket連接訪問(wèn)/ws/echo/路徑時(shí)友雳，F(xiàn)astAPI會(huì)自動(dòng)創(chuàng)建一個(gè)新的WebSocket連接稿湿，并將其作為參數(shù)傳遞給websocket_endpoint函數(shù)。

在websocket_endpoint函數(shù)內(nèi)部押赊，我們首先調(diào)用await websocket.accept()來(lái)接受新的WebSocket連接饺藤。然后，我們進(jìn)入一個(gè)無(wú)限循環(huán)流礁，等待接收客戶端發(fā)送的數(shù)據(jù)（通過(guò)await websocket.receive_text()）涕俗。每當(dāng)收到新數(shù)據(jù)時(shí)，我們就將數(shù)據(jù)回顯給客戶端（通過(guò)await websocket.send_text()）崇棠。

請(qǐng)注意咽袜，為了使這個(gè)示例工作，你需要提供一個(gè)HTML頁(yè)面枕稀，其中包含一個(gè)與WebSocket服務(wù)器建立連接的JavaScript代碼。你可以參考上面示例中的HTML代碼來(lái)實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)谜嫉。

問(wèn): FastAPI如何處理Cookie萎坷？

在FastAPI中，處理Cookie非常簡(jiǎn)單沐兰。你可以使用fastapi.responses.Response對(duì)象的set_cookie方法來(lái)設(shè)置Cookie哆档，或者使用fastapi.requests.Request對(duì)象的cookies屬性來(lái)獲取Cookie。

以下是一個(gè)示例：

from fastapi import FastAPI, Request, Response

app = FastAPI()

@app.get("/set-cookie/")
async def set_cookie(response: Response):
    response.set_cookie(key="cookie_name", value="cookie_value")
    return {"message": "Cookie has been set"}

@app.get("/get-cookie/")
async def get_cookie(request: Request):
    cookie_value = request.cookies.get("cookie_name")
    if cookie_value:
        return {"message": f"Cookie value is {cookie_value}"}
    else:
        return {"message": "Cookie not found"}

在這個(gè)例子中住闯，我們有兩個(gè)路由：一個(gè)用于設(shè)置Cookie（/set-cookie/）瓜浸，另一個(gè)用于獲取Cookie（/get-cookie/）。

在set_cookie函數(shù)中比原，我們首先創(chuàng)建了一個(gè)Response對(duì)象插佛，并調(diào)用了它的set_cookie方法來(lái)設(shè)置Cookie。這個(gè)方法接受兩個(gè)參數(shù)：一個(gè)是Cookie的名稱量窘，另一個(gè)是Cookie的值雇寇。然后，我們返回一個(gè)包含消息的字典蚌铜。

在get_cookie函數(shù)中锨侯，我們首先從Request對(duì)象中獲取了所有可用的Cookie，然后通過(guò)鍵（即Cookie的名稱）查找特定的Cookie冬殃。如果找到了該Cookie囚痴，我們就返回一個(gè)包含消息和Cookie值的字典；否則审葬，我們返回一個(gè)表示找不到Cookie的消息深滚。

請(qǐng)注意骂束，你還可以為set_cookie方法提供其他選項(xiàng)，如過(guò)期時(shí)間成箫、路徑展箱、域等。例如：

response.set_cookie(
    key="cookie_name",
    value="cookie_value",
    max_age=3600,
    path="/",
    domain="example.com",
)

這將設(shè)置一個(gè)名為“cookie_name”的Cookie蹬昌，其值為“cookie_value”混驰，有效期為一小時(shí)，路徑為"/"皂贩，域?yàn)椤癳xample.com”栖榨。

問(wèn): FastAPI如何處理HTTPS請(qǐng)求？

在FastAPI中明刷，處理HTTPS請(qǐng)求需要配置服務(wù)器以支持HTTPS婴栽。以下是在Uvicorn（一個(gè)常用的ASGI服務(wù)器）上啟用HTTPS的示例：

1. 首先，你需要生成或獲取一個(gè)SSL證書和私鑰文件辈末。你可以使用openssl命令行工具來(lái)生成它們愚争，或者從權(quán)威證書頒發(fā)機(jī)構(gòu)購(gòu)買。

2. 然后挤聘，在你的應(yīng)用程序入口點(diǎn)（如main.py）中添加以下代碼轰枝，以指定證書和私鑰文件的位置：

from fastapi import FastAPI
import uvicorn

app = FastAPI()

if __name__ == "__main__":
    uvicorn.run("main:app", host="0.0.0.0", port=443, ssl_keyfile="path/to/your/key.pem", ssl_certfile="path/to/your/cert.pem")

在這個(gè)例子中，我們調(diào)用了uvicorn.run函數(shù)组去，并傳入了四個(gè)參數(shù)：應(yīng)用程序?qū)ο蟀霸伞⒅鳈C(jī)地址、端口號(hào)以及SSL密鑰文件和證書文件的路徑从隆。

3. 最后诚撵，運(yùn)行你的應(yīng)用程序。你應(yīng)該能夠通過(guò)HTTPS訪問(wèn)它键闺，例如：https://localhost:443/

請(qǐng)注意寿烟，如果你正在生產(chǎn)環(huán)境中部署你的應(yīng)用程序，你可能還需要考慮其他安全措施艾杏，如HTTP嚴(yán)格傳輸安全（HSTS）韧衣、TLS版本控制等。

問(wèn): FastAPI如何處理Session管理购桑？

在FastAPI中畅铭，處理Session管理可以使用第三方庫(kù)fastapi-sessions。以下是一個(gè)示例：

1. 首先勃蜘，安裝fastapi-sessions庫(kù)：

pip install fastapi-sessions

2. 然后硕噩，在你的應(yīng)用程序入口點(diǎn)（如main.py）中添加以下代碼，以設(shè)置Session的存儲(chǔ)和加密方式：

from fastapi import FastAPI, Request
from fastapi_sessions import SessionManager, CookieBackend, EncryptedCookieSerializer

app = FastAPI()

session_manager = SessionManager(
    backend=CookieBackend(serializer=EncryptedCookieSerializer(secret_key="your_secret_key")),
    cookie_name="session_id",
)

async def get_session(request: Request):
    return await session_manager.get_session(request=request)

@app.on_event("startup")
async def startup():
    await session_manager.startup()

@app.on_event("shutdown")
async def shutdown():
    await session_manager.shutdown()

在這個(gè)例子中缭贡，我們創(chuàng)建了一個(gè)SessionManager對(duì)象炉擅，并指定了一個(gè)基于Cookie的后端以及一個(gè)用于加密Cookie的序列化器辉懒。我們還定義了一個(gè)異步函數(shù)get_session，它從請(qǐng)求對(duì)象中獲取當(dāng)前的Session谍失。

3. 最后眶俩，你可以在路由處理器中使用get_session函數(shù)來(lái)操作Session。例如：

@app.post("/login/")
async def login(username: str, password: str, request: Request):
    user = authenticate_user(username, password)
    if user is None:
        return {"message": "Invalid username or password"}

    session = await get_session(request)
    session["user_id"] = user.id
    await session_manager.commit(session=session)

    return {"message": "Login successful"}

在這個(gè)例子中快鱼，我們?cè)谟脩舻卿洉r(shí)將用戶的ID保存到Session中颠印，并在后續(xù)請(qǐng)求中通過(guò)Session來(lái)識(shí)別已登錄的用戶。

問(wèn): FastAPI如何處理異步請(qǐng)求抹竹？

在FastAPI中线罕，處理異步請(qǐng)求非常簡(jiǎn)單。只需將你的函數(shù)定義為異步函數(shù)（使用async def）窃判，并使用關(guān)鍵字await來(lái)調(diào)用其他異步函數(shù)或操作即可钞楼。

以下是一個(gè)示例：

from fastapi import FastAPI, HTTPException
import requests

app = FastAPI()

@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int):
    response = await fetch_item_data(item_id)
    if not response:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")
    return {"item": response}

async def fetch_item_data(item_id: int):
    url = f"https://example.com/items/{item_id}"
    response = requests.get(url)  # 這里實(shí)際上是同步的，但你可以換成一個(gè)異步庫(kù)（如httpx）
    if response.status_code == 200:
        return response.json()
    else:
        return None

在這個(gè)例子中袄琳，我們有一個(gè)名為read_item的路由處理器询件，它接受一個(gè)參數(shù)item_id。然后跨蟹，我們調(diào)用了fetch_item_data異步函數(shù)來(lái)獲取該物品的數(shù)據(jù)雳殊。如果找不到該物品，我們就拋出一個(gè)HTTP異常窗轩；否則，我們返回包含物品數(shù)據(jù)的響應(yīng)座咆。

請(qǐng)注意痢艺，雖然這個(gè)例子中的fetch_item_data函數(shù)實(shí)際上執(zhí)行了一個(gè)同步操作（通過(guò)requests庫(kù)發(fā)送HTTP請(qǐng)求），但在實(shí)際應(yīng)用中介陶，你通常會(huì)使用異步庫(kù)（如httpx）來(lái)執(zhí)行這些操作堤舒。這樣可以提高應(yīng)用程序的性能和可擴(kuò)展性。