FastAPI — это современный, быстрый (высокопроизводительный) веб-фреймворк для создания API с Python 3.6+ на основе стандартных Python типов. Его основные преимущества — это простота, производительность и встроенная документация. Сегодня мы создадим простой, но функциональный Todolist с использованием FastAPI и базы данных SQLite. Это приложение поможет вам организовать ваши дела и станет отличным введением в мир веб-разработки с FastAPI.

Для начала, давайте подготовим нашу рабочую среду и структуру проекта.

Часть 1: Подготовка рабочей среды

Виртуальное окружение

Виртуальное окружение в Python — это изолированная среда, которая позволяет устанавливать пакеты и зависимости отдельно от глобальной системы. Это помогает избежать конфликтов между проектами и обеспечивает чистоту окружения. Вот как создать виртуальное окружение:

Создание виртуального окружения

Откройте терминал и выполните следующую команду:

python -m venv venv

Активация виртуального окружения

После создания, активируйте виртуальное окружение:

На Windows:

.\venv\Scripts\activate

На macOS/Linux:

source venv/bin/activate

После активации вы увидите, что в начале строки командной строки появится (venv), что указывает на активное виртуальное окружение.

Установка зависимостей

Убедитесь, что у вас установлен Python 3.6 или выше. Для начала установим необходимые зависимости:

pip install fastapi sqlalchemy pydantic uvicorn

FastAPI — основной фреймворк для нашего API.
SQLAlchemy — для работы с базой данных.
Pydantic — для валидации данных.
Uvicorn — ASGI сервер для запуска нашего приложения.

Структура проекта

Создайте папку для проекта, например, todolist, и внутри нее создайте следующие файлы:

todolist/
├── main.py
├── database.py
├── models.py
├── schemas.py
└── crud.py

Основные компоненты проекта

Теперь рассмотрим каждый файл подробно.

database.py

Этот файл будет содержать настройки для подключения к базе данных и создание сессий для работы с ней.

from sqlalchemy import create_engine
from sqlalchemy.ext.declarative import declarative_base
from sqlalchemy.orm import sessionmaker

# Указываем URL базы данных
SQLALCHEMY_DATABASE_URL = "sqlite:///./test.db"

# Создаем движок SQLAlchemy
engine = create_engine(SQLALCHEMY_DATABASE_URL, connect_args={"check_same_thread": False})

# Создаем локальную сессию
SessionLocal = sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)

# Базовый класс для моделей
Base = declarative_base()

models.py

Этот файл будет содержать определения моделей данных, которые будут отображаться в таблицы базы данных.

from sqlalchemy import Column, Integer, String, Boolean
from database import Base

# Определяем модель Task
class Task(Base):
    __tablename__ = "tasks"

    id = Column(Integer, primary_key=True, index=True)
    title = Column(String, index=True)
    description = Column(String, index=True)
    completed = Column(Boolean, default=False)

Task — модель задачи, которая будет храниться в таблице tasks.
id — уникальный идентификатор задачи.
title — заголовок задачи.
description — описание задачи.
completed — флаг, указывающий, завершена ли задача.

schemas.py

Этот файл будет содержать схемы (schemas) для валидации и сериализации данных.

from pydantic import BaseModel

# Базовая схема задачи
class TaskBase(BaseModel):
    title: str
    description: str | None = None
    completed: bool | None = None

# Схема для создания задачи
class TaskCreate(TaskBase):
    pass

# Схема для отображения задачи
class Task(TaskBase):
    id: int

    class Config:
        orm_mode = True

TaskBase — базовая схема для задачи.
TaskCreate — схема для создания новой задачи.
Task — схема для отображения задачи с дополнительным полем id.

Часть 2: Реализация CRUD операций

В первой части мы подготовили рабочую среду, определили базовые компоненты проекта, включая настройки базы данных, модели данных и схемы валидации. Во второй части мы реализуем основные операции CRUD (создание, чтение, обновление и удаление) с помощью FastAPI.

crud.py

В этом файле будут реализованы функции для выполнения CRUD операций.

from sqlalchemy.orm import Session
import models, schemas

# Функция для получения задачи по ID
def get_task(db: Session, task_id: int):
    return db.query(models.Task).filter(models.Task.id == task_id).first()

# Функция для получения списка задач с возможностью пагинации
def get_tasks(db: Session, skip: int = 0, limit: int = 10):
    return db.query(models.Task).offset(skip).limit(limit).all()

# Функция для создания новой задачи
def create_task(db: Session, task: schemas.TaskCreate):
    db_task = models.Task(title=task.title, description=task.description, completed=task.completed)
    db.add(db_task)
    db.commit()
    db.refresh(db_task)
    return db_task

# Функция для удаления задачи по ID
def delete_task(db: Session, task_id: int):
    db_task = get_task(db, task_id)
    if db_task:
        db.delete(db_task)
        db.commit()
        return db_task
    return None

get_task — получает задачу по её ID.
get_tasks — получает список задач с поддержкой пагинации (skip и limit).
create_task — создает новую задачу и сохраняет её в базе данных.
delete_task — удаляет задачу по её ID.

main.py

Теперь мы объединим все части вместе и создадим основные маршруты API в файле main.py.

from fastapi import FastAPI, Depends, HTTPException
from sqlalchemy.orm import Session
from database import SessionLocal, engine
import models, schemas, crud

# Создание всех таблиц в базе данных
models.Base.metadata.create_all(bind=engine)

app = FastAPI()

# Зависимость для получения сессии базы данных
def get_db():
    db = SessionLocal()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()

# Маршрут для создания новой задачи
@app.post("/tasks/", response_model=schemas.Task)
def create_task(task: schemas.TaskCreate, db: Session = Depends(get_db)):
    return crud.create_task(db=db, task=task)

# Маршрут для получения списка задач
@app.get("/tasks/", response_model=list[schemas.Task])
def read_tasks(skip: int = 0, limit: int = 10, db: Session = Depends(get_db)):
    tasks = crud.get_tasks(db, skip=skip, limit=limit)
    return tasks

# Маршрут для получения задачи по ID
@app.get("/tasks/{task_id}", response_model=schemas.Task)
def read_task(task_id: int, db: Session = Depends(get_db)):
    db_task = crud.get_task(db, task_id=task_id)
    if db_task is None:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Task not found")
    return db_task

# Маршрут для удаления задачи по ID
@app.delete("/tasks/{task_id}", response_model=schemas.Task)
def delete_task(task_id: int, db: Session = Depends(get_db)):
    db_task = crud.delete_task(db=db, task_id=task_id)
    if db_task is None:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Task not found")
    return db_task

create_task — маршрут для создания новой задачи.
read_tasks — маршрут для получения списка задач с возможностью пагинации.
read_task — маршрут для получения задачи по её ID.
delete_task — маршрут для удаления задачи по её ID.

Часть 3: Запуск и тестирование приложения

В предыдущих частях мы настроили рабочую среду, определили модели данных, схемы и реализовали CRUD операции. В этой части мы запустим наше приложение, протестируем API и обсудим возможные улучшения.

Запуск приложения

Запуск сервера

Для запуска сервера используйте команду:

uvicorn main:app --reload

main указывает на файл main.py и экземпляр FastAPI приложения app.
—reload позволяет автоматически перезагружать сервер при изменениях в коде, что удобно для разработки.

Тестирование API

После запуска сервера API будет доступно по адресу http://127.0.0.1:8000.

FastAPI предоставляет встроенную документацию, которую можно открыть в браузере по адресу:

Swagger UI: http://127.0.0.1:8000/docs
ReDoc: http://127.0.0.1:8000/redoc

Создание новой задачи

Отправьте POST запрос на /tasks/ с телом запроса:

{
  "title": "Прочитать книгу",
  "description": "Закончить чтение книги по FastAPI",
  "completed": false
}

Ответ будет содержать созданную задачу:

Получение списка задач

Отправьте GET запрос на /tasks/. Ответ будет содержать список задач:

[
  {
    "id": 1,
    "title": "Прочитать книгу",
    "description": "Закончить чтение книги по FastAPI",
    "completed": false
  }
]

Получение задачи по ID

Отправьте GET запрос на /tasks/1. Ответ будет содержать задачу с ID 1:

{
  "id": 1,
  "title": "Прочитать книгу",
  "description": "Закончить чтение книги по FastAPI",
  "completed": false
}

Удаление задачи

Отправьте DELETE запрос на /tasks/1. Ответ будет содержать удаленную задачу:

{
  "id": 1,
  "title": "Прочитать книгу",
  "description": "Закончить чтение книги по FastAPI",
  "completed": false
}

Возможные улучшения

Наше базовое приложение Todolist можно улучшить и расширить, добавив следующие возможности:

Обновление задачи: Реализуйте маршрут для обновления существующей задачи.
Авторизация и аутентификация: Добавьте аутентификацию пользователей, чтобы каждый пользователь мог управлять своими задачами.
Более сложная логика задач: Добавьте функциональность для установки сроков выполнения задач, приоритетов и статусов.
Тестирование: Напишите автоматические тесты для вашего API, используя фреймворки такие как pytest и httpx.
Развертывание: Разверните ваше приложение на платформу, такую как Heroku, AWS, или DigitalOcean, чтобы сделать его доступным в интернете.