Web库FastAPI

1. 简介

FastAPI 是一种现代、快速（高性能）的 Web 框架，用于基于标准 Python 类型提示使用 Python 3.7+ 构建 API。 EasyAPI 基于该库开发。

主要特点是：快速、运行编码快、更少的错误、直观、简单、简短、健壮、基于行业标准。

文档地址：https://fastapi.tiangolo.com/

本文涉及的部分代码见XEdu帮助文档配套项目集：https://www.openinnolab.org.cn/pjlab/project?id=64f54348e71e656a521b0cb5&sc=645caab8a8efa334b3f0eb24#public

2. 安装

可以使用使用pip命令安装FastAPI库。

pip install FastAPI

3. 代码示例

3.1 一个简单的WebAPI

几行代码就能建一个Web服务器。

from fastapi import FastAPI
import uvicorn
app = FastAPI()
@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}
uvicorn.run(app=app, host="0.0.0.0", port=8099, workers=1)

代码是什么意思呢？

首先代码从fastapi模块中导入了FastAPI类，该类允许我们创建一个FastAPI实例。
接着我们创建一个该类的实例。我们将其命名为app，可以使用它来定义路由和处理程序。
然后我们使用 route() 装饰器来告诉 FastAPI 这个函数处理HTTP GET请求，并且根路径（/）应该映射到此函数。因此，当用户在浏览器中输入API的根URL时，将会执行 root() 函数。
函数返回一个包含“Hello World”消息的字典。FastAPI将自动将此字典转换为JSON格式并发送回客户端。
最后，调用 uvicorn.run() 方法来启动 Web 服务器。它需要几个参数：
- app：要运行的 FastAPI 应用程序实例。
- host：服务器将在其上侦听传入请求的主机地址。在这里，它被设置为 0.0.0.0，这意味着它将监听所有可用的网络接口。
- port：服务器将侦听传入请求的端口号。在这里，它设置为 8089。
- workers：用于处理传入请求的工作进程数。在这里，它被设置为 1。

执行运行命令后，FastAPI启动成功图如下：

../../_images/FastAPIstart.JPG

3.2 上传一个文件

from fastapi import FastAPI
import uvicorn
app = FastAPI()
@app.post("/upload")
async def upload_file(files: UploadFile = File(...)):
    fileUpload = f"./{files.filename}"
    with open(fileUpload, "wb") as buffer:
        shutil.copyfileobj(files.file, buffer)
uvicorn.run(app=app, host="0.0.0.0", port=8099, workers=1)

代码是什么意思呢？

首先代码从fastapi模块中导入了FastAPI类，该类允许我们创建一个FastAPI实例。
接着我们创建一个该类的实例。我们将其命名为app，可以使用它来定义路由和处理程序。
然后我们使用 upload_file() 装饰器来告诉 FastAPI 这个函数处理HTTP GET请求，并且根路径（/upload）应该映射到此函数。因此，当用户在浏览器中输入API的根URL时，将会执行 upload_file() 函数。
函数 async def upload_file(files: UploadFile = File(...)) 处理了上传文件的请求并将文件保存到磁盘上，使用与请求中指定的相同的文件名。

4. 借助FastAPI部署智能应用

因为算力的限制，在很多应用场景中，负责采集数据的终端往往没有办法直接部署MMEdu或者其他的人工智能应用框架，也就是说没有办法在终端上直接推理。那么，先在服务器（或者一台算力较好的PC机）部署一个AI应用，提供WebAPI接口，让终端发送数据到这个服务器，服务器推理后返回推理结果。

这种做法和很多智能终端的工作原理是一样的。如小度、天猫精灵和小爱音箱等，自己都没有处理数据的能力，都要靠网络传送数据到服务器，然后才能正确和用户交流。目前中小学的很多AI应用，都是借助百度AI开放平台的。

在Python编程中，我们通常使用函数最小化原则来设计和组织代码。该原则的核心思想是将一个功能封装到一个函数中，使其具有高内聚性和低耦合性，以提高代码的可维护性、可读性和可重用性。

如果要借助FastAPI部署智能应用，可以考虑将其划分为三个主要的功能模块：文件传输、预处理和推理。对于每个功能模块，我们建议创建一个单独的函数来实现它。

文件传输函数：负责从外部获取输入数据并将其保存至本地。这个函数可以处理各种不同类型的数据，例如图片、音频或文本等，并确保它们被正确地格式化和解码。一旦完成，该函数将返回一个数据对象，供后续的预处理和推理函数使用。在EasyAPI的设计中，通常使用 3.2 上传一个文件中介绍的函数作为文件传输函数。
预处理函数：负责将文件传输函数保存的文件加载为推理函数需要的格式，通常输入格式不一致但目标格式是一致的。
推理函数：负责利用已经训练好的模型对输入数据进行预测和分类，并返回相应的结果。

../../_images/FastAPIdeploy.png