• چرا REST و چرا حالا با FastAPI؟
• پروژه را با FastAPI آغاز کنیم
• طراحی مدل‌ها و اعتبارسنجی با Pydantic
• مسیرها و ساختار منابع
• امنیت و اعتبارسنجی دسترسی
• ارتباط با پایگاه داده و مدل‌های ORM
• تست و کیفیت کد
• استقرار و بهینه‌سازی
• نکته‌های عملی تا بهبود سریع

rest در عصر توسعه وب، ساخت یک API معتبر و کارامد ساده به نظر می‌رسد اما اجرای صحیح آن نیازمند طراحی دقیق، ابزارهای مناسب و پیاده‌سازی مستمر است. در این مقاله به سمت‌گیری کامل برای ساخت REST API با FastAPI می‌پردازیم تا هم توسعه‌دهندگان تازه‌کار و هم تیم‌های تجربه‌کار بتوانند نتیجه‌های قابل اعتماد و سریع بگیرند.

چرا REST و چرا حالا با FastAPI؟

REST یا Representational State Transfer یک سبک معماری است که به‌خوبی با وب سازگار شده و ارتباط بین کلاینت و سرور را از طریق HTTP و اصول ساده مانند استفاده از روش‌های GET، POST، PUT، PATCH و DELETE مدیریت می‌کند. استفاده از REST مزایایی مانند استقلال سرویس‌ها، مقیاس‌پذیری، کش‌پذیری و سادگی در یادگیری را به همراه دارد. با این وجود، پیاده‌سازی REST به‌خصوص در بازار پروژه‌های بزرگ می‌تواند دشوار شود؛ مخصوصاً وقتی به هماهنگی، صحت داده‌ها و سرعت پاسخ فکر می‌کنیم.

FastAPI یکی از فریم‌ورک‌های پرفروش برای ساخت API است که به‌طور خاص برای بهترین تجربه توسعه طراحی شده است. این فریم‌ورک با استفاده از استانداردهای پایتون و ابزارهای مدرن مانند Pydantic برای اعتبارسنجی داده‌ها و نوع‌اسکریپت‌های باکد سریع، می‌تواند فرآیند ایجاد و نگهداری REST API را ساده‌تر و قابل اعتمادتر کند. سرعت بالا در توسعه، مستندسازی خودکار با Swagger و OpenAPI و تجربه کاربری بهتر برای توسعه‌دهندگان از جمله مزایای اصلی است.

پروژه را با FastAPI آغاز کنیم

برای شروع سریع، معمولاً گام‌های زیر طی می‌شود:
– ایجاد یک محیط مجازی و نصب FastAPI به همراه وینا (uvicorn) برای سرویس‌دهی ASGI.
– طراحی مدل‌های داده با Pydantic برای اعتبارسنجی ورودی‌ها.
– تعریف مسیرها (روت‌ها) برای عملیات CRUD در منابع.
– افزودن اعتبارسنجی سطح کاربر و امنیت پایه (احراز هویت ساده، محدودیت نرخ درخواست، و غیره).
– تعریف و اتصال به پایگاه داده به کمک ORM مانند SQLAlchemy یا گزینه‌های سبک‌وزن‌تر.
– مستندسازی و آزمایش با ابزارهای داخلی FastAPI.

نصب ساده با pip انجام می‌شود:
– pip install fastapi
– pip install “uvicorn[standard]”
– pip install pydantic
– اگر از پایگاه داده استفاده می‌کنید، به‌عبارت نمونه: pip install sqlalchemy databases

طراحی مدل‌ها و اعتبارسنجی با Pydantic

یکی از نقاط قوت FastAPI استفاده از Pydantic است که به‌عنوان روشن‌کننده مدل‌های داده عمل می‌کند. با Pydantic شما می‌توانید:
– تعیین نوع داده ورودی: رشته، عدد، لیست، تاریخ و غیره
– اعتبارسنجی دقیق و ارائه پیغام‌های خطا قابل فهم
– تبدیل داده‌ها به مدل‌های قابل استفاده در برنامه

نمونه ساده: تعریف مدل کاربر
– یک کلاس UserBase برای ورودی‌های عمومی
– یک کلاس UserCreate برای ثبت‌نام با رمز عبور
– یک کلاس UserOut برای خروجی بدون نمایش رمز

این طراحی به شما امکان می‌دهد ورودی کاربران را دقیقاً کنترل کنید و از ارسال داده‌های ناقص یا نادرست جلوگیری کنید.

مسیرها و ساختار منابع

در REST معمولاً منابع را با یک نام جمع مانند /items یا /users نمایش می‌دهیم و عملیات روی هر منبع با استفاده از روش‌های HTTP انجام می‌شود:
– GET /items: فهرستی از آیتم‌ها
– GET /items/{item_id}: نمایش یک آیتم مشخص
– POST /items: ایجاد آیتم جدید
– PUT /items/{item_id}: به‌روزرسانی کامل آیتم
– PATCH /items/{item_id}: به‌روزرسانی جزئی
– DELETE /items/{item_id}: حذف آیتم

FastAPI با استفاده از ابزارهای type hints برای پارامترهای مسیر، ورودی بدن درخواست (request body) و خروجی پاسخ، کد تمیز و قابل خواندن ایجاد می‌کند و مستندات OpenAPI را به‌طور خودکار تولید می‌کند. هر روت با توابع async تعریف می‌شود تا کارایی بالا تضمین شود.

امنیت و اعتبارسنجی دسترسی

در یک REST API عملیاتی، امنیت نقش پررنگی دارد. حتماً گام‌های پایه را بردارید:
– احراز هویت و مجوزها: استفاده از JWT یا OAuth2 برای تعیین سطح دسترسی کاربران.
– محدودیت نرخ درخواست (rate limiting) برای جلوگیری از حملات DDoS و سوءاستفاده.
– اعتبارسنجی ورودی: با Pydantic، ورودی‌های مشکوک به راحتی فیلتر و پاک‌سازی می‌شوند.
– رمزنگاری ارتباطات: استفاده از HTTPS درگاهی امن برای انتقال داده‌ها.

ارتباط با پایگاه داده و مدل‌های ORM

برای پروژه‌های ساده یا متوسط، SQLAlchemy همراه با Databases یا Tortoise ORM می‌تواند گزینه خوبی باشد. FastAPI با این ORMs به‌خوبی کار می‌کند و مدیریت جلسات دیتابیس، تراکنش‌ها و migrations را ساده‌تر می‌کند. به‌عنوان یک نکته کلیدی، از الگوی مخزن (repository pattern) برای جداسازی منطق داده از منطق برنامه استفاده کنید تا نگهداری و تست‌پذیری افزایش یابد.

تست و کیفیت کد

– نوشتن تست‌های واحد برای هر روت و هر کلاس مدل کلیدی است.
– استفاده از ابزارهایی مانند pytest به همراه HTTPX برای تست APIها توصیه می‌شود.
– اجرای سرتیفیکت‌های فریم‌ورکی مانند linting با flake8 یا isort برای حفظ استانداردهای کدنویسی مفید است.
– مستندسازی با OpenAPI: FastAPI به‌طور خودکار مستندات و آزمون‌های API را فراهم می‌کند که کار با تیم‌های دیگر و ابزارهای CI را ساده می‌کند.

استقرار و بهینه‌سازی

برای استقرار، udacity شوکلیک مرسوم از استفاده از uvicorn با Gunicorn برای تولید استفاده می‌شود. ترکیب Nginx به‌عنوان معکوس‌پروکسی (reverse proxy) هم توصیه می‌شود تا به مدیریت TLS و بار ترافیک کمک کند. بهینه‌سازی شامل پیکربندی asynchronous I/O، استفاده از کش مناسب و به‌کارگیری دیتابیس با کارایی بالا است.

نکته‌های عملی تا بهبود سریع

– از قابلیت‌های خودکار مستندسازی FastAPI استفاده کنید تا تیم شما به‌راحتی به API دسترسی داشته باشد.
– وقتی REST API را طراحی می‌کنید، به وضوح URLها و منابع را مشخص کنید تا API شما RESTful باقی بماند.
– از اعتبارسنجی پیشرفته برای ورودی‌های پیچیده استفاده کنید تا خطاهای غیرمنتظره در سطح داده کاهش یابد.
– پیوسته کار با تیم‌های فرانت‌اند را تقویت کنید تا نیازمندی‌های کاربری به‌درستی در API منعکس شود.

در نهایت، ساخت REST API با FastAPI می‌تواند تجربه‌ای سریع، ایمن و مقیاس‌پذیر باشد. با رعایت اصول طراحی REST، بهره‌گیری از ابزارهای قدرتمند FastAPI و تمرین منظم، شما می‌توانید خدمات وب قابل اعتمادی ارائه دهید که هم توسعه‌دهندگان و هم کاربران نهایی از کار با آن لذت ببرند. اگر دوست دارید، می‌توانم با شما یک مثال پروژه گام‌به‌گام از ابتدا تا استقرار بسازم تا به صورت عملی با این روند آشنا شوید.