基于FastAPI的API开发（爬虫的工作原理，服务器接口搭建）：从设计到部署详解+面试习题
API（Application Programming Interface）是不同软件系统之间的通信接口，是现代软件架构的核心组件。本文将从 基础概念到实际实现 ，详细讲解API开发的全流程。
一、API基础概念
1. 什么是API？
API是一组定义的规则和协议，允许一个软件系统与另一个软件系统交互，而无需了解其内部实现细节。
例如：
- 天气应用通过天气API获取实时天气数据
- 移动应用通过后端API与服务器通信
2. API的类型
- REST API ：基于HTTP协议，使用标准HTTP方法，是目前最流行的API类型
- GraphQL API ：允许客户端精确请求所需数据，减少网络传输
- SOAP API ：基于XML的重量级API，主要用于企业级应用
- WebSocket API ：提供双向实时通信，适合聊天、实时更新等场景
作者有话说：API开发一般都是WebAPI开发。
3. API核心原则
REST（Representational State Transfer）是一种API设计风格，遵循以下原则：
- 资源为中心 ：使用URL表示资源（如 /users 、 /products/123 ）
- HTTP方法表示操作 ：
- GET ：获取资源
- POST ：创建资源
- PUT ：更新资源
- PATCH ：部分更新资源
- DELETE ：删除资源
- 无状态 ：每个请求都包含完整的状态信息，服务器不保存客户端状态
- 统一接口 ：使用标准HTTP状态码和头信息
- 资源表示 ：使用JSON或XML表示资源
二、HTTP请求格式
GET请求： 查询请求（get请求）一般请求体为空
四、HTTP响应格式
post请求：提交修改请求（隐秘数据修改post请求）一般加密；请求体一般不显示在URL中
:换行请求体和请求行中间一个空行
响应协议格式
回来流程：
五、API设计：规范与最佳实践
1. 设计流程
1. 需求分析 ：明确API的功能和使用场景
2. 资源建模 ：识别系统中的核心资源（如用户、产品、订单）
3. 路径设计 ：为每个资源定义清晰的URL路径
4. 参数设计 ：定义查询参数、路径参数和请求体
5. 响应设计 ：定义响应格式和状态码
6. 认证授权 ：设计安全机制
2. URL路径设计
- 使用复数名词 ： /users 而非 /user
- 嵌套资源 ：表示资源之间的关系，如 /users/123/orders
- 避免动词 ：使用HTTP方法表示操作，而非URL中包含动词（如 /users/123 而非 /getUser/123 ）
- 保持简洁 ：避免过长或复杂的路径
URL：本质上是向服务器增删改查数据，多数是查
协议：//域名/路径？查寻参数
3. 请求与响应设计 请求设计
- 路径参数 ：用于标识特定资源（如 /users/{id} ）
- 查询参数 ：用于过滤、排序和分页（如 /users?page=1&limit=10 ）
- 请求体 ：用于创建或更新资源，通常使用JSON格式
- 头信息 ：用于传递元数据（如认证令牌、内容类型） 响应设计
- 使用标准HTTP状态码 ：
- 200 OK：请求成功
- 201 Created：资源创建成功
- 204 No Content：请求成功但无响应体
- 400 Bad Request：请求格式错误
- 401 Unauthorized：未授权
- 403 Forbidden：禁止访问
- 404 Not Found：资源未找到
- 500 Internal Server Error：服务器内部错误
- 统一响应格式（字典内套字典） ：
{
"status": "success",
"data": {...}, // 响应数据
"message": "请求成功"
}
错误响应 （字典内套字典又套列表）：
{
"status": "error",
"error": {
"code": "INVALID_PARAMETER",
"message": "参数验证失败",
"details": [
{"field": "email", "message": "必须是有效的邮箱地址"}
]
}
}
返回两种格式：josn和HTML
josn：提供接口
HTML：提供给用户
4. 数据验证
- 请求参数验证 ：确保传入的数据符合预期格式和约束
- 数据类型验证 ：检查字符串、数字、日期等类型
- 业务规则验证 ：检查数据是否满足业务逻辑要求（如邮箱唯一性）
六、API开发实现
1.什么是框架？
就相当于一个模版，我在这个模版上做一些修改。
2.下载框架
pip install fastapi uvicorn3.代码撰写（用AI给你一个案例，现在按照我生成这个来演示）
from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel
from typing import List
# 创建FastAPI应用实例对象
app = FastAPI(
title="简单FastAPI示例",
description="这是一个基础的FastAPI应用示例",
version="1.0.0"
)
# 定义数据模型
# 用户模型,(相当于强制数据类型)
class User(BaseModel):
name: str
id: int
email: str
# 示例：创建一个 users 列表，存放 User 模型实例
#模拟数据库
users_list = [
User(name="张三", id=1, email="zhangsan@example.com"),
User(name="李四", id=2, email="lisi@example.com"),
User(name="王五", id=3, email="wangwu@example.com"),
]
# 定义GET请求
# 获取所有用户
# 响应模型为 List[User]，表示返回一个用户列表 返回的数据格式必须为 User 模型的格式
# 路径为 /users，HTTP 方法为 GET
# 函数 get_users 返回 users_list 列表
@app.get(path="/users",response_model=List[User])
def get_users():
return users_list
# 定义POST请求
# 创建用户
# 请求模型为 User，响应模型也为 User (提交的数据格式必须为 User 模型的格式)
# 路径为 /users，HTTP 方法为 POST
# 函数 create_users 接收一个 User 实例作为参数，将其添加到 users_list 列表中，并返回该实例
@app.post(path="/users",response_model=User)
def create_users(user:User):
users_list.append(user)
return user
# 定义PUT请求
# 更新用户
# 请求模型为 User，响应模型也为 User (提交的数据格式必须为 User 模型的格式)
# 路径为 /users/{user_id}，HTTP 方法为 PUT
# 函数 update_users 接收一个 User 实例作为参数，将其添加到 users_list 列表中，并返回该实例
@app.put(path="/users/{user_id}",response_model=User)
def update_users(user_id:int,user:User):
for u in users_list:
if u.id == user_id:
u.name = user.name
u.email = user.email
return u
return {"error": "User not found"}
# 定义DELETE请求
# 删除用户
# 请求模型为 User，响应模型也为 User (提交的数据格式必须为 User 模型的格式)
# 路径为 /users/{user_id}，HTTP 方法为 DELETE
# 函数 delete_users 接收一个 User 实例作为参数，将其从 users_list 列表中删除，并返回该实例
@app.delete(path="/users/{user_id}",response_model=User)
def delete_users(user_id:int):
for u in users_list:
if u.id == user_id:
users_list.remove(u)
return u
return {"error": "User not found"}
#服务器启动器
# 当直接运行该脚本时，启动 FastAPI 应用
# 监听主机为 127.0.0.1，端口为 8001
if __name__ == "__main__":
import uvicorn
uvicorn.run(app, host="127.0.0.1", port=8001)4.运行展示
最下方为URL，点击链接跳转本地浏览器；
因为我们并没有在129.0.0.1:8000这个URL配置任何东西，使用对于fastapi这个模版会给你返回josn格式的
{
"detail": "Not Found"
}
后台反馈：
下一步我们访问我们定义过的：127.0.0.1:8000/users
[
{
"name": "张三",
"id": 1,
"email": "zhangsan@example.com"
},
{
"name": "李四",
"id": 2,
"email": "lisi@example.com"
},
{
"name": "王五",
"id": 3,
"email": "wangwu@example.com"
}
]后台反馈：
上面相当于运行代码的请求部分：
5.向服务器发送一个post请求
下面我们准备执行post操作，首先执行post我们的浏览器是不支持这种操作，需要借助三方工具：
postman；
因此我在网上找到一个在线工具：在线Http接口调试工具 | 在线postman工具
下面是我代码的post请求设计：
以及接收数据格式：
在线工具页面：
操作重点：
1.将请求方式转换成post请求
2.输入对应URL及路径
3.选择application下的josn格式
4.数据格式必须按照定义的来
如图：
点击发送：
出现如下报错：
服务器端：
错误含义
- OPTIONS /users ：浏览器发送了一个OPTIONS类型的HTTP请求到/users端点
- 405 Method Not Allowed ：服务器不允许使用OPTIONS方法访问该端点
作者提问：为什么会发生这个错误？
这是 CORS（跨域资源共享） 机制导致的：
1. 当浏览器从一个域名（如 http://localhost:3000 ）访问另一个域名（如http://127.0.0.1:8001）的API时
2. 浏览器会先发送一个 预检请求（OPTIONS请求） 来检查服务器是否允许跨域访问
3. 如果服务器没有配置CORS或没有处理OPTIONS请求，就会返回405错误
解决方案：在FastAPI中添加CORS支持
# 配置CORS
app.add_middleware(
CORSMiddleware,
allow_origins=["*"], # 允许所有来源，生产环境应限制具体域名
allow_credentials=True,
allow_methods=["*"], # 允许所有HTTP方法
allow_headers=["*"], # 允许所有请求头
)
配置说明
- allow_origins : 指定允许的域名， ["*"] 表示允许所有域名
- allow_credentials : 是否允许发送cookie
- allow_methods : 指定允许的HTTP方法
- allow_headers : 指定允许的请求头
效果：添加CORS中间件后：
- 浏览器的OPTIONS预检请求会得到正确响应
- 跨域请求（如从React/Vue前端调用API）会正常工作
- 不再出现405 Method Not Allowed错误
注意事项
- 在生产环境中，不要使用 allow_origins=["*"] ，应该指定具体允许的域名
- 只开放必要的方法和头信息，遵循最小权限原则
添加后并且导入相关库重启服务器：
from fastapi.middleware.cors import CORSMiddleware
ok，再次发送post请求：
postman出现如下报错：
服务器后台没有报错
应该是格式有问题，重新换格式，不要中文的双引号：
成功发送：
服务器后台没有变化：
咱们再次回到查询页面看数据是否提交给服务器
完美，perfect！！
6.向服务器发送一个删除请求delete
来到postman页面编辑URL地址为127.0.0.1:8001/users/1
点击发送
postman页面：
再用postman发送查询请求
点击发送
OK，数据（id=1的数据被删除）
7.向服务器发送一个修改的请求方式（put）
相应代码：
原始数据
我现在要把刘德华的邮箱改成888
打开postman将URL修改还有请求体
点击发送成功
再用postman查询可得
成功，perfect！！
8.咱们访问服务器的客户端有几个？
两个：
我们浏览器和postman这两个客户端
作者提问：还有吗，还有其他的方式访问我的服务器吗
我的服务器是可以分辨是什么客户端发的请求：在请求投头中有一参数：User-Agent：我是谁
如果你用爬虫，你能在User-Agent这个地方直接说我是扒手吗，所以爬虫需要伪装成浏览器对服务器发起请求获得自己想要的资源。
curl：可以向服务器发送请求（操作系统自带的）
作者提问：curl是否组包向服务器发包。
向终端输入：
url -i http://127.0.0.1:8000/users
返回了一个完整的响应命令：响应体+响应头+状态行
有点意思！
在终端用curl需要使用完整的请求包，详情请上网直接搜；
9.API文档
对于前后端分离：需要用API开发文档进行前后端数据交流。
之前手写，现在FastAPI提供API开发文档.
访问：
网址：http://127.0.0.1:8000/docs
http://127.0.0.1:8000/docs
简单FastAPI示例 - ReDochttp://127.0.0.1:8000/redoc
可以直接在网站上进行数据请求，交互式的，就可以不用postman和curl。非常牛逼。
两个都可以直接用，不是所有的都有，这就是FastAPI目前这么受欢迎的原因。
七、面试习题
一、选择题
1. 在Python中，哪个库用于构建API接口？
答案：D. 以上都是
2. 以下哪个HTTP方法用于获取资源？
答案：A. GET
3. 在FastAPI中，如何定义一个GET请求的路由？
答案：D. @app.get("/path")
4. 在FastAPI中，如何获取请求的JSON数据？
答案：D. request.json()
5. 以下哪个状态码表示请求成功？
答案：A. 200
二、判断题
1. FastAPI是一个用于构建API接口的Python框架。（对/错）
答案：对
2. 在FastAPI中，路由函数的返回值会自动转换为JSON格式。（对/错）
答案：对
3. FastAPI支持自动生成OpenAPI文档。（对/错）
答案：对
4. 在FastAPI中，@app.post("/path")用于定义一个POST请求的路由。（对/错）
答案：错，应为@app.post("/path")而不是@app.post("/path", methods=["POST"])
5. FastAPI不支持异步编程。（对/错）
答案：错
三、简答题
1. 简述FastAPI的优势和特点。
- 基于标准Python类型提示。
- 支持异步请求处理。
- 自动验证和文档（OpenAPI和JSON Schema）。
- 基于Starlette和Pydantic。
- 性能优异，与NodeJS和Go相当。
- 简单、快速、安全。
2. 在FastAPI中，如何定义请求体的模型？
- 使用Pydantic模型定义请求体的结构，并使用`Body`参数从请求中提取数据。
示例代码：
from pydantic import BaseModel
from fastapi import FastAPI, HTTPException
app = FastAPI()
class Item(BaseModel):
name: str
description: str = None
price: float
tax: float = None
@app.post("/items/")
async def create_item(item: Item):
return item3. 如何在FastAPI中处理查询参数和路径参数？
- 使用函数参数和类型注解来定义路径参数和查询参数。
示例代码：
@app.get("/items/{item_id}")
async def read_item(item_id: int, q: str = None):
return {"item_id": item_id, "q": q}
4. 如何在FastAPI中进行请求数据的验证？
- 通过Pydantic模型自动验证请求数据，任何不符合模型的数据都会返回错误。
示例代码：
from pydantic import BaseModel, ValidationError
class Item(BaseModel):
name: str
price: float
is_offer: bool = None
try:
item = Item(**data)
except ValidationError as e:
raise HTTPException(status_code=422, detail=e.errors())5. 简述FastAPI的依赖注入机制。
- FastAPI允许使用依赖注入来处理请求前和请求后的逻辑，如认证、数据库会话等。
- 通过定义依赖函数并在路由函数中使用，可以重用代码并保持路由函数的简洁。
- 依赖可以被缓存，通过添加`Depends`来实现。
示例代码：
from fastapi import Depends, HTTPException
def get_db():
db = SessionLocal()
try:
yield db
finally:
db.close()
@app.get("/items/")
async def read_items(db: Session = Depends(get_db)):
items = db.query(Item).all()
return items
