セットアップ

最小アプリ

from fastapi import FastAPI
app = FastAPI()

@app.get("/")
async def root():
    return {"message": "Hello, World!"}

アプリの起動

pip install "fastapi[standard]"
fastapi dev main.py    # 自動リロード付き開発モード
fastapi run main.py    # 本番環境

主な特徴

非同期ネイティブ	async/await と ASGI（Uvicorn）
自動ドキュメント	Swagger UI は `/docs`、ReDoc は `/redoc`
型バリデーション	リクエスト/レスポンスに Pydantic モデル
OpenAPI	OpenAPI スキーマの自動生成
依存性注入	組み込みの DI システム

パスオペレーション

HTTP メソッド

@app.get("/items")
@app.post("/items")
@app.put("/items/{item_id}")
@app.patch("/items/{item_id}")
@app.delete("/items/{item_id}")

パスパラメーター

@app.get("/users/{user_id}")
async def get_user(user_id: int):
    return {"user_id": user_id}

# Enum 制約
from enum import Enum
class Color(str, Enum):
    red = "red"
    blue = "blue"

ステータスコードとタグ

from fastapi import status

@app.post("/items", status_code=status.HTTP_201_CREATED,
          tags=["items"])
async def create_item(item: Item):
    return item

リクエストボディ

Pydantic モデル

from pydantic import BaseModel, Field

class Item(BaseModel):
    name: str
    price: float = Field(gt=0, description="Must be positive")
    tags: list[str] = []

ネストモデル

class Address(BaseModel):
    street: str
    city: str
    zip_code: str

class User(BaseModel):
    name: str
    address: Address

エンドポイントでの使用

@app.post("/items")
async def create_item(item: Item):
    return {"name": item.name, "price": item.price}

バリデーション機能

Field(gt=0)	0 より大きい
Field(min_length=1)	最小文字列長
Field(max_length=100)	最大文字列長
Field(pattern='^[a-z]+$')	正規表現パターン一致
Field(default=None)	デフォルト値付きのオプション
EmailStr	メールバリデーション（pydantic[email]）

クエリパラメーター

基本クエリパラメーター

@app.get("/items")
async def list_items(skip: int = 0, limit: int = 10):
    return items[skip : skip + limit]
# GET /items?skip=0&limit=20

クエリバリデーション

from fastapi import Query

@app.get("/search")
async def search(
    q: str = Query(min_length=3, max_length=50),
    page: int = Query(default=1, ge=1),
):
    return {"q": q, "page": page}

オプションと必須

async def read_items(
    q: str | None = None,   # オプション
    name: str = ...,         # 必須（省略記号）
    tags: list[str] = Query(default=[]),
):
    return {"q": q, "name": name}

ヘッダーと Cookie

from fastapi import Header, Cookie

async def read(
    user_agent: str | None = Header(default=None),
    session_id: str | None = Cookie(default=None),
):
    return {"ua": user_agent}

レスポンスモデル

class ItemOut(BaseModel):
    name: str
    price: float

@app.get("/items/{id}", response_model=ItemOut)
async def get_item(id: int):
    return items[id]  # 余分なフィールドをフィルタリング

複数のレスポンス型

from fastapi.responses import JSONResponse, HTMLResponse

@app.get("/html", response_class=HTMLResponse)
async def get_html():
    return "Hello"

レスポンスモデルオプション

response_model	出力フィルタリング用 Pydantic モデル
response_model_exclude_unset	明示的に設定されていないフィールドを省略
response_model_include	特定フィールドのホワイトリスト
response_model_exclude	特定フィールドのブラックリスト

エラーレスポンス

from fastapi import HTTPException

@app.get("/items/{id}")
async def get_item(id: int):
    if id not in items:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Not found")
    return items[id]

依存性

関数依存性

from fastapi import Depends

async def get_db():
    db = SessionLocal()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()

エンドポイントでの使用

@app.get("/users")
async def list_users(db: Session = Depends(get_db)):
    return db.query(User).all()

クラスベース依存性

class Pagination:
    def __init__(self, skip: int = 0, limit: int = 10):
        self.skip = skip
        self.limit = limit

@app.get("/items")
async def list_items(pg: Pagination = Depends()):
    return items[pg.skip : pg.skip + pg.limit]

依存性のスコープ

Depends(func)	エンドポイントごとの依存性
app = FastAPI(dependencies=[...])	全ルートへのグローバル依存性
APIRouter(dependencies=[...])	ルーターレベルの依存性
yield	セットアップ/ティアダウン（DB セッション、ロックなど）

認証

OAuth2 パスワードベアラー

from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer

oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="token")

@app.get("/users/me")
async def read_me(token: str = Depends(oauth2_scheme)):
    user = decode_token(token)
    return user

JWT トークンフロー

from jose import jwt
SECRET = "your-secret-key"

def create_token(data: dict):
    return jwt.encode(data, SECRET, algorithm="HS256")

def decode_token(token: str):
    return jwt.decode(token, SECRET, algorithms=["HS256"])

トークンエンドポイント

from fastapi.security import OAuth2PasswordRequestForm

@app.post("/token")
async def login(form: OAuth2PasswordRequestForm = Depends()):
    user = authenticate(form.username, form.password)
    if not user:
        raise HTTPException(status_code=401)
    return {"access_token": create_token({"sub": user.id})}

セキュリティスキーム

OAuth2PasswordBearer	フォームログイン経由のベアラートークン
HTTPBasic	Basic ユーザー名/パスワード認証
APIKeyHeader	ヘッダーの API キー
APIKeyCookie	Cookie の API キー

バックグラウンドタスク

シンプルなバックグラウンドタスク

from fastapi import BackgroundTasks def send_email(to: str, body: str): # レスポンス後に実行される低速な処理 email_client.send(to, body) @app.post("/notify") async def notify(bg: BackgroundTasks): bg.add_task(send_email, "[email protected]", "Hello!") return {"status": "queued"}

バックグラウンド付き依存性

async def log_request(bg: BackgroundTasks):
    bg.add_task(write_log, "request received")

@app.get("/items", dependencies=[Depends(log_request)])
async def list_items():
    return items

バックグラウンド vs ワーカー

BackgroundTasks	レスポンス後の軽量タスク（メール、ログ）
Celery / ARQ	別ワーカーが必要な重い処理
asyncio.create_task	ファイアアンドフォーゲットの非同期コルーチン

ミドルウェア

カスタムミドルウェア

import time
from starlette.middleware.base import BaseHTTPMiddleware

class TimingMiddleware(BaseHTTPMiddleware):
    async def dispatch(self, request, call_next):
        start = time.time()
        response = await call_next(request)
        duration = time.time() - start
        response.headers["X-Process-Time"] = str(duration)
        return response

ミドルウェアの追加

app.add_middleware(TimingMiddleware)

CORS

from fastapi.middleware.cors import CORSMiddleware

app.add_middleware(
    CORSMiddleware,
    allow_origins=["https://example.com"],
    allow_methods=["*"],
    allow_headers=["*"],
)

組み込みミドルウェア

CORSMiddleware	クロスオリジンリソース共有
TrustedHostMiddleware	許可されたホスト名を制限
GZipMiddleware	Gzip レスポンス圧縮
HTTPSRedirectMiddleware	HTTP を HTTPS にリダイレクト

テスト

テストクライアント

from fastapi.testclient import TestClient

client = TestClient(app)

def test_read_root():
    resp = client.get("/")
    assert resp.status_code == 200
    assert resp.json() == {"message": "Hello, World!"}

POST のテスト

def test_create_item():
    resp = client.post("/items", json={
        "name": "Widget",
        "price": 9.99,
    })
    assert resp.status_code == 201
    assert resp.json()["name"] == "Widget"

依存性のオーバーライド

async def mock_db():
    return FakeDB()

app.dependency_overrides[get_db] = mock_db

def test_with_mock_db():
    resp = client.get("/users")
    assert resp.status_code == 200

非同期テスト

import pytest
from httpx import AsyncClient, ASGITransport

@pytest.mark.anyio
async def test_async():
    transport = ASGITransport(app=app)
    async with AsyncClient(transport=transport) as ac:
        resp = await ac.get("/")
    assert resp.status_code == 200

FASTAPI クイックリファレンス

Hello