FastAPIを用いたPythonのGETリクエスト処理

FastAPIとは

FastAPIは、Python 3.6以上で動作する、非常に高速（StarletteとPydanticによる高性能）なWebフレームワークです。FastAPIは、APIの開発を容易にし、バグを減らし、直感的に理解しやすい（デザインと型ヒントによる自動補完）なものにします。

FastAPIは、Pythonの型ヒントを使用してパラメータを定義します。これにより、エディタのサポート（補完、型チェックなど）が大幅に向上し、明確なエラーメッセージ、リクエストとレスポンスの自動変換、自動ドキュメンテーションなどが可能になります。

FastAPIは、RESTful APIの開発に最適化されていますが、GraphQL、WebSockets、テンプレートなどの他のプロトコルや機能もサポートしています。また、FastAPIは、非同期（async/await）処理をサポートしており、非同期I/Oを利用した高速なAPIの開発が可能です。

FastAPIは、開発者が必要とする機能を提供しつつ、最高のパフォーマンスを提供することを目指して設計されています。これにより、FastAPIは、小規模なマイクロサービスから大規模なWebアプリケーションまで、幅広い用途で使用することができます。

FastAPIのインストール

FastAPIはPythonのパッケージ管理システムであるpipを使用して簡単にインストールすることができます。以下に、FastAPIのインストール手順を示します。

まず、Pythonがインストールされていることを確認します。Python 3.6以上が必要です。Pythonのバージョンを確認するには、以下のコマンドを実行します。

python --version

次に、pipが最新であることを確認します。以下のコマンドでpipをアップデートできます。

pip install --upgrade pip

これで準備が整いました。次に、以下のコマンドを実行してFastAPIをインストールします。

pip install fastapi

FastAPIは非同期処理をサポートしていますが、そのためにはASGIサーバーが必要です。UvicornはFastAPIで推奨されているASGIサーバーの一つです。以下のコマンドでUvicornをインストールします。

pip install uvicorn

これでFastAPIとUvicornがインストールされ、FastAPIを使用した開発を始めることができます。FastAPIの基本的な使用方法や詳細なドキュメンテーションについては、FastAPIの公式ウェブサイトを参照してください。

https://fastapi.tiangolo.com/

GETリクエストの基本

FastAPIを使用すると、GETリクエストを簡単に処理することができます。以下に、基本的なGETリクエストの作成方法を示します。

まず、FastAPIのインスタンスを作成します。

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

次に、@app.get("/")デコレータを使用してルートURL（”/”）に対するGETリクエストを定義します。このデコレータの下にある関数が、GETリクエストが来たときに実行されます。

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

上記のコードは、ルートURL（”/”）にGETリクエストが来たときに、{"Hello": "World"}というJSONレスポンスを返します。

FastAPIでは、関数のパラメータを使用してクエリパラメータを簡単に定義することができます。以下に例を示します。

@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: str = None):
    return {"item_id": item_id, "q": q}

上記のコードは、/items/{item_id}というURLにGETリクエストが来たときに、item_idとqというクエリパラメータを受け取り、それらをJSONレスポンスとして返します。

これらはGETリクエストの基本的な処理方法です。FastAPIでは、これらの基本的な機能をさらに拡張して、より複雑なルーティング、バリデーション、エラーハンドリングなどを行うことができます。詳細については、FastAPIの公式ドキュメンテーションを参照してください。

https://fastapi.tiangolo.com/

クエリパラメータの利用

FastAPIでは、クエリパラメータを簡単に扱うことができます。クエリパラメータはURLの一部で、特定の情報を送信するために使用されます。以下に、FastAPIでクエリパラメータを使用する基本的な方法を示します。

まず、FastAPIのインスタンスを作成します。

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

次に、関数のパラメータを使用してクエリパラメータを定義します。以下に例を示します。

@app.get("/items/")
def read_items(q: str = None):
    return {"q": q}

上記のコードは、/items/というURLにGETリクエストが来たときに、qというクエリパラメータを受け取り、それをJSONレスポンスとして返します。クエリパラメータqはオプショナルで、デフォルト値はNoneです。

FastAPIでは、型ヒントを使用してクエリパラメータの型を定義することができます。これにより、FastAPIは自動的にリクエストパラメータのバリデーション、シリアライゼーション、ドキュメンテーションを行います。

また、FastAPIでは、複数のクエリパラメータを一度に定義することも可能です。以下に例を示します。

@app.get("/items/")
def read_items(q: str = None, page: int = 1, per_page: int = 10):
    return {"q": q, "page": page, "per_page": per_page}

上記のコードは、q、page、per_pageという3つのクエリパラメータを受け取り、それらをJSONレスポンスとして返します。

これらはクエリパラメータの基本的な利用方法です。FastAPIでは、これらの基本的な機能をさらに拡張して、より複雑なバリデーション、デフォルト値、必須パラメータなどを定義することができます。詳細については、FastAPIの公式ドキュメンテーションを参照してください。

https://fastapi.tiangolo.com/

エラーハンドリング

FastAPIでは、エラーハンドリングを簡単に行うことができます。エラーハンドリングは、プログラムが予期しない状況に遭遇したときに、適切に対応するための重要な機能です。以下に、FastAPIでの基本的なエラーハンドリングの方法を示します。

まず、FastAPIのインスタンスを作成します。

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

次に、FastAPIのHTTPExceptionを使用してエラーを定義します。以下に例を示します。

from fastapi import FastAPI, HTTPException

app = FastAPI()

@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: str):
    if item_id not in items:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Item not found")
    return items[item_id]

上記のコードは、/items/{item_id}というURLにGETリクエストが来たときに、item_idがitemsに存在しない場合、404ステータスコードと"Item not found"という詳細メッセージを持つHTTPエラーを返します。

FastAPIのHTTPExceptionは、HTTPステータスコードと詳細メッセージを指定することができます。これにより、クライアントに対して具体的なエラー情報を提供することができます。

また、FastAPIでは、@app.exception_handler()デコレータを使用して、特定の例外に対するカスタムエラーハンドラを定義することも可能です。これにより、特定の例外が発生したときにカスタムのレスポンスを返すことができます。

これらはエラーハンドリングの基本的な方法です。FastAPIでは、これらの基本的な機能をさらに拡張して、より複雑なエラーハンドリングを行うことができます。詳細については、FastAPIの公式ドキュメンテーションを参照してください。

https://fastapi.tiangolo.com/

FastAPIと他のPythonフレームワークとの比較

FastAPIは、PythonでWebアプリケーションやAPIを開発するためのモダンで高速（高性能）なWebフレームワークです。その特徴と他の主要なPythonフレームワークとの比較を以下に示します。

FastAPI vs Flask

Flaskは、Pythonで最も人気のあるWebフレームワークの一つで、そのシンプルさと柔軟性が特徴です。しかし、FastAPIは以下のような点でFlaskとは異なります。

• 型チェックと自動補完: FastAPIはPythonの型ヒントを使用します。これにより、エディタのサポート（補完、型チェックなど）が大幅に向上し、明確なエラーメッセージ、リクエストとレスポンスの自動変換、自動ドキュメンテーションなどが可能になります。
• 高性能: FastAPIは非常に高速で、NodeJSやGoと同等のパフォーマンスを持っています。これは、Starlette（ASGIフレームワーク）とPydantic（データバリデーションツール）によるものです。

FastAPI vs Django

Djangoは、Pythonで最も包括的なWebフレームワークで、データベーススキーマ管理、認証、管理UIなど、多くの機能を提供しています。しかし、FastAPIは以下のような点でDjangoとは異なります。

• シンプルさと速度: FastAPIは、必要な機能のみを提供し、余計な機能を排除することで、開発の速度とパフォーマンスを向上させています。
• 非同期処理: FastAPIは、非同期（async/await）処理をサポートしており、非同期I/Oを利用した高速なAPIの開発が可能です。

これらはFastAPIと他のPythonフレームワークとの主な比較点です。FastAPIは、その高性能と直感的なAPI設計により、PythonでのWeb開発を新たなレベルに引き上げています。詳細については、FastAPIの公式ドキュメンテーションを参照してください。

https://fastapi.tiangolo.com/