FastAPI+Uvicorn：本地開發與部署的基礎配置

一、FastAPI和Uvicorn簡介¶

在Python Web開發領域，FastAPI是近年來非常流行的高性能Web框架，它基於標準Python類型提示，支持異步操作，且自動生成API文檔，開發效率極高。而Uvicorn是一個輕量級的ASGI（異步服務器網關接口）服務器，專爲高性能Python Web應用設計，也是FastAPI官方推薦的服務器之一。

簡單來說，FastAPI負責定義API接口邏輯，Uvicorn負責接收請求、處理併發並返回響應。兩者搭配使用，既能快速開發，又能穩定部署。

二、環境安裝¶

1. 創建虛擬環境（推薦）¶

爲避免依賴衝突，建議先創建虛擬環境：

# 創建虛擬環境
python -m venv venv

# 激活虛擬環境（Windows）
venv\Scripts\activate

# 激活虛擬環境（Mac/Linux）
source venv/bin/activate

2. 安裝FastAPI和Uvicorn¶

在激活的虛擬環境中執行：

pip install fastapi uvicorn

安裝完成後，可通過 pip list 驗證是否成功安裝。

三、本地開發環境配置¶

1. 編寫第一個FastAPI應用¶

創建一個名爲 main.py 的文件，寫入以下代碼：

from fastapi import FastAPI

# 初始化FastAPI應用
app = FastAPI()

# 定義一個根路由（"/"），返回JSON數據
@app.get("/")
def read_root():
    return {"message": "Hello, FastAPI+Uvicorn！"}

# 定義一個帶參數的路由（如"/items/123"）
@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int, q: str = None):
    return {"item_id": item_id, "query": q}

2. 用Uvicorn啓動應用¶

在終端執行以下命令啓動服務器：

uvicorn main:app --reload

參數說明：
main:app：表示從 main.py 文件中導入 app 對象（即FastAPI實例）。
--reload：開發模式下自動重載代碼（修改後無需手動重啓）。

3. 驗證接口是否運行¶

啓動成功後，終端會顯示類似信息：

INFO:     Uvicorn running on http://127.0.0.1:8000 (Press CTRL+C to quit)
INFO:     Started reloader process [12345]

此時可通過以下方式測試接口：
- 瀏覽器訪問：打開 http://127.0.0.1:8000，頁面會顯示 {"message": "Hello, FastAPI+Uvicorn！"}。
- 調用帶參數接口：訪問 http://127.0.0.1:8000/items/456?query=test，返回 {"item_id": 456, "query": "test"}。

四、生產環境部署基礎¶

本地開發用 --reload 方便調試，但生產環境需關閉自動重載並優化配置。

1. 基礎部署命令¶

直接使用Uvicorn啓動（無需自動重載）：

uvicorn main:app --host 0.0.0.0 --port 8000

參數說明：
--host 0.0.0.0：允許外部設備訪問（默認僅本地 127.0.0.1 訪問）。
--port 8000：指定端口（可改爲其他端口，如 80 需管理員權限）。

2. 多進程部署（提升性能）¶

若服務器有多個CPU核心，可通過 --workers 參數啓動多進程：

uvicorn main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 --workers 4

--workers 4：啓動4個工作進程（建議設置爲CPU核心數的2倍）。

3. 部署到服務器（如阿里雲/騰訊雲）¶

上傳代碼：將 main.py 和虛擬環境上傳到服務器（或直接在服務器內創建）。
啓動應用：在服務器終端執行部署命令（需確保服務器開放對應端口，如8000）。
後臺運行：若需長期運行，可結合 nohup 或 systemd 管理進程：

   # 使用nohup後臺運行
   nohup uvicorn main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 &

五、常見問題與解決¶

1. 端口被佔用怎麼辦？¶

檢查佔用進程：lsof -i :8000（Mac/Linux）或 netstat -ano | findstr :8000（Windows）。
修改端口：執行 uvicorn main:app --port 8001，更換爲未佔用的端口。

2. 訪問不到接口？¶

確認host參數：確保 --host 0.0.0.0 而非 127.0.0.1（本地迴環地址僅允許本機訪問）。
檢查防火牆：服務器需開放對應端口（如8000），可通過 ufw allow 8000（Ubuntu）開放端口。

3. 安裝失敗？¶

更新pip：pip install --upgrade pip。
確認Python版本：FastAPI要求Python 3.6+，建議使用Python 3.9+。

六、總結¶

FastAPI+Uvicorn的本地開發與部署流程核心步驟：
1. 開發：用 uvicorn main:app --reload 快速調試接口。
2. 部署：用 uvicorn main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 --workers 4 啓動生產環境。

通過本文，你已掌握基礎配置和常見問題處理。後續可探索FastAPI的異步接口、數據庫集成或Uvicorn的高級參數（如SSL證書配置）。

動手實踐：嘗試修改 main.py 添加新接口，或部署到雲服務器，體驗完整開發流程吧！