FastAPI چیست و چه کاربردهایی دارد؟

در این مقاله به بررسی دنیای FastAPI میپردازیم و ویژگی های اصلی، بهترین روش های بکارگیری( Best Practices)، مزایا و معایب و کاربردهای این فریمورک را بررسی میکنیم.

در پاسخ به این سوال که FastAPI چیست، میتوان گفت که فریم‌ورک FastAPI یک وب فریمورک(web framework) مدرن و نسبتا ساده ی پایتونی است که به ما اجازه میدهد به راحتی برای وب اپلیکیشن ها و موبایل اپلیکیشن ها، API های مناسب و دقیق و با عملکرد بسیار سریع ( high performance ) بسازیم.

معنای API چیست؟

به رابط کاربری بین 2 برنامه که انتقال اطلاعات را بین 2 یا چند برنامه ممکن سازد application programming interface یا API میگوییم. به صورت عمومی پرطرفدارترین و پرکاربرد ترین انواع API شامل Restful API و GraphQL هستند اما انواع دیگری نیز از API وجود دارند.

سرعت عملکرد FastAPI ، پشتیبانی آن از type hinting، تولید خودکار داکیومنتیشن و ویژگی های asynchronous باعث محبوبیت شدید این فریمورک در بین توسعه دهندگان پایتون است.

برای شروع کار با FastAPI میتوانید یکی از روش های زیر را بکار بگیرید:

• شروع کار با داکیومنتیشن: میتوانید با مراجعه به سایت رسمی FastAPI با آن بیشتر آشنا شده و سعی کنید با خواندن توضیحات داکیومنتیشن خودتان مسیر یادگیری را شروع کنید.
• شروع با دوره های آموزشی FastAPI: در دوره‌ی جامع FastAPI کدینگ‌کاگز شما علاوه بر یادگیری عمیق و کاربردی FastAPI کار با دیتابیس های مختلفی را می آموزید و با مفاهیم بسیار مهم برنامه نویسی بک اند آشنا می شوید و پس گذراندن این دوره شما به یکی از بهترین متخصصین FastAPI در دنیا تبدیل می شوید.

چند ویژگی مهم FastAPI که آن را به شدت ارزشمند و قابل بکارگیری در شرایط مختلف میکنند شامل موارد زیر است:

1. داکیومنتیشن خودکار ( Automatic Documentation ): بر اساس type hintها و docstringهای کد شما، FastAPI خودش به صورت اتوماتیک 2 داکیومنتیشن کامل و استاندارد(OpenAPI) که تعامل با آن نیز ممکن است ایجاد میکند( Swagger UI و ReDoc ).
   
2. پشتیبانی از Type Hinting: فریمورک FastAPI از type hintهای داخلی پایتون پشتیبانی میکند و باعث میشود که در زمان توسعه بتوانید سریع تر و دقیق تر و امن تر برنامه ی خود را بنویسید. همچنین از کتابخانه ی مشهور Pydantic نیز میتوانید برای کنترل و ارزیابی( data validation ) داده های خود استفاده کنید.
   
3. سرعت عملکرد بالا( Fast Performance ): FastAPI یکی از سریع ترین وب فریم ورک های پایتون است. اصلا FastAPI برای سرعت خلق شده! ضمنا هم میتوان پردازش های موازی ( concurrent ) با آن انجام داد و هم معمولی( nonconcurrent ) که این مسئله قدرت FastAPI را بیشتر میکند.
   
4. ارزیابی ساده تر برنامه( Easy Validation ): ازیابی و تایید ورودی های برنامه به صورت خودکار توسط FastAPI انجام میشوند. پس بدون نگرانی از آنها با خیال راحت از FastAPI استفاده کنید. اگر اشتباه کرده باشید خود FastAPI به شما میگوید!
   
5. قابل اعتماد بودن: با استفاده از فریم ورک FastAPI سریع تر و بهتر و با باگ های کمتر برنامه ی خود را خواهید نوشت.
   
6. پشتیبانی از تکنولوژی های مختلف: فریم‌ورک FastAPI از تکنولوژی های مختلفی مثل OAuth2 و JWT و پروتکل های مختلف API پشتیبانی میکند. این مسئله باعث میشود که بتوانیم از این فریم ورک در هر جایی که فکرش را بکنیم استفاده کنیم.

مزایای استفاده از FastAPI

1. پرفورمنس و عملکرد بالا: FastAPI یکی از بهینه ترین و سریع ترین فریم ورک های بک اند برای پردازش سریع بخش های مختلف برنامه و مدیریت درخواست های وب است.
   
2. داکیومنتیشن خودکار: بیایید قبول کنیم! اگر بتوانیم تولید دقیق داکیومنت های برنامه را به FastAPI بسپاریم، توسعه ی برنامه ی ما زمان کمتری از ما خواهد گرفت و خوانایی خروجی API بیشتر میشود.
   
3. پایتونیک بودن: ساختار مورد استفاده برای توسعه ی برنامه ها با FastAPI برای توسعه دهندگان پایتون بسیار واضح، ساده و قابل فهم است.
   
4. امنیت برنامه و Type Safety : وب فریمورک FastAPI با بکارگیری درست Type hinting پایتون، باعث میشود که کدهای خواناتری بنویسیم و احتمال و ریسک وجود خطاها و باگ ها را کاهش دهیم.
   

معایب استفاده از FastAPI

1. اگرچه که FastAPI خیلی در ابتدا آسان است ولی تسلط روی ویژگی های سطح بالای آن زمان زیادی از شما خواهد گرفت و به تجربه هم نیاز خواهید داشت.
   
2. اکوسیستم این فریمورک نسبتا جوان است. نمیتوانید پختگی آن را به یک فریم ورکی مثل Django مقایسه کنید.
   
3. نمونه کدهای آماده ی کمی نسبت به فریم ورک های قدیمی برای FastAPI وجود دارد.

در زمان توسعه ی برنامه ی بک اند(Back End) با FastAPI باید چند نکته را رعایت کنیم:

• استفاده از Type Hint ها: باید از ویژگی type hinting زبان پایتون به درستی استفاده کنیم تا کیفیت کد خود را افزایش دهیم و FastAPI بتواند ارزیابی و validation کد ما را انجام دهد.
  
• مدیریت کد: FastAPI به صورت پیشفرض دست ما را برای چیدن ساختار دلخواه خود باز میگذارد. بهتر است کد را به صورت module ها یا package در دایرکتوری های مختلف بچینیم.
  
• امنیت: فریمورک FastAPI ابزار امنیتی لازم را درون خود دارد اما به صورت پیشفرض فعال نیستند. باید آنها را به صورت دستی به برنامه اضافه کنیم.
  
• بکارگیری Middleware ها: در این فریم‌ورک، استفاده از Middlewareها دشوار نیست و باید مسائل مختلف عمومی مثل logging و error handling و ... را با استفاده از Middlewareها مدیریت کنیم.
  
• تست کردن: نوشتن تست های unit و integration یک پرکتیس رایج برای توسعه برنامه با FastAPI است، از تست ها غافل نشوید.

انعطاف پذیری، سرعت و سبکی FastAPI ، آنرا برای کاربردهای مختلفی مناسب میکند، مانند:

1. توسعه ی RESTful API برای برنامه های وب و موبایل
   
2. توسعه برنامه های مبتنی بر معماری میکروسرویس ها
   
3. برنامه های حساس به زمان ( Real-time Applications ) مثل بازی ها یا چت آنلاین
   
4. توسعه داشبوردهای data و سیستم های گزارش گیری
   
5. استفاده در برنامه های اینترنت اشیا ( IoT ) و گجت های IoT

فریمورک FastAPI یک گزینه ی خوب و قدرتمند برای نوشتن APIها با پایتون است. هر برنامه ی بک اندی که فکرش را بکنید را میتوانید با FastAPI بنویسید و خیالتان از بابت انتخاب تکنولوژی درست راحت باشد. همچنین این فریم‌ ورک هنوز در حال بهبود است و با گذر زمان سرعت آن بازهم بیشتر میشود و ویژگی های بیشتری نیز پیدا خواهد کرد. اگر قصد یادگیری FastAPI را دارید، از انتخاب خود نگران نباشید، فریمورکی که انتخاب کرده اید، واقعا همه فن حریف است!