开源模型应用落地-FastAPI-助力模型交互-进阶篇-中间件（四）

一、前言

FastAPI 的高级用法可以为开发人员带来许多好处。它能帮助实现更复杂的路由逻辑和参数处理，使应用程序能够处理各种不同的请求场景，提高应用程序的灵活性和可扩展性。

在数据验证和转换方面，高级用法提供了更精细和准确的控制，确保输入数据的质量和安全性。它还能更高效地处理异步操作，提升应用程序的性能和响应速度，特别是在处理大量并发请求时优势明显。

此外，高级用法还有助于更好地整合数据库操作、实现数据的持久化和查询优化，以及实现更严格的认证和授权机制，保护应用程序的敏感数据和功能。总之,掌握 FastAPI 的高级用法可以帮助开发人员构建出功能更强大、性能更卓越、安全可靠的 Web 应用程序。

本篇学习FastAPI中高级中间件的相关内容，包括添加ASGI中间件、集成的中间件以及一些具体中间件的用法。

二、术语

2.1. middleware函数

middleware函数（中间件）它在每个请求被特定的路径操作处理之前，以及在每个响应返回之前工作。可以用于实现多种通用功能，例如身份验证、日志记录、错误处理、请求处理、缓存等。其主要作用是在请求和响应的处理过程中添加额外的处理逻辑，而无需在每个具体的路由处理函数中重复编写这些逻辑。

一般在碰到以下需求场景时，可以考虑使用中间件来实现：

1. 身份验证：验证请求的身份，如检查 JWT token 或使用 OAuth2 进行验证；
2. 日志记录：记录请求和响应的日志，包括请求方法、URL、响应状态码等信息；
3. 错误处理：处理应用程序中的异常情况，捕获异常并返回自定义的错误响应；
4. 请求处理：对请求进行处理，例如解析请求参数、验证请求数据等；
5. 缓存：在中间件中检查缓存中是否存在请求的响应，如果存在则直接返回缓存的响应。

2.2.HTTPSRedirectMiddleware

强制所有传入请求必须是https或wss，否则将会被重定向。

2.3.TrustedHostMiddleware

强制所有传入的请求都正确设置的host请求头。

2.4.GZipMiddleware

处理任何在请求头

Accept-Encoding

中包含“gzip”的请求为GZip响应。

三、前置条件

3.1. 创建虚拟环境&安装依赖

conda create -n fastapi_test python=3.10
conda activate fastapi_test
pip install fastapi uvicorn

四、技术实现

4.1. 自定义中间件

# -*- coding: utf-8 -*-
import uvicorn
from fastapi import FastAPI, Request, HTTPException
from starlette import status

app = FastAPI()

black_list = ['192.168.102.88']

@app.middleware("http")
async def my_middleware(request: Request, call_next):
    client_host = request.client.host
    print(f"client_host: {client_host}")

    if client_host in black_list:
        raise HTTPException(
            status_code=status.HTTP_403_FORBIDDEN,
            detail="Prohibit access"
        )
    else:
        response = await call_next(request)
        return response

@app.get("/items/")
async def read_items():
    return [{"item_id": "Foo"}]

if __name__ == '__main__':
    uvicorn.run(app, host='0.0.0.0',port=7777)

** 调用结果：**

正常访问，未命中黑名单：

非法访问，命中黑名单：

4.2. HTTPSRedirectMiddleware

强制所有传入请求必须是https或wss。

# -*- coding: utf-8 -*-
import uvicorn

from fastapi import FastAPI
from fastapi.middleware.httpsredirect import HTTPSRedirectMiddleware

app = FastAPI()

app.add_middleware(HTTPSRedirectMiddleware)

@app.get("/hello")
async def main():
    return {"message": "Hello World"}

if __name__ == '__main__':
    uvicorn.run(app, host='0.0.0.0', port=7777)

调用结果：

http请求会重定向至https请求

4.3. TrustedHostMiddleware

强制所有传入的请求都正确设置的主机请求头。

# -*- coding: utf-8 -*-
import uvicorn

from fastapi import FastAPI
from fastapi.middleware.trustedhost import TrustedHostMiddleware

app = FastAPI()

app.add_middleware(
    TrustedHostMiddleware, allowed_hosts=["localhost"]
)

@app.get("/hello")
async def main():
    return {"message": "Hello World"}

if __name__ == '__main__':
    uvicorn.run(app, host='0.0.0.0', port=7777)

调用结果：

** 使用代码指定的域名：localhost > 正常访问**

** 使用非代码指定的域名：127.0.0.1 > 禁止访问，提示：**Invalid host header

4.4. GZipMiddleware

处理 Accept-Encoding 标头中包含“gzip”的任何请求，小于minimum_size（默认值是500）将不会执行GZip响应。

# -*- coding: utf-8 -*-
import uvicorn
from fastapi import FastAPI
from starlette.middleware.gzip import GZipMiddleware

app = FastAPI()

app.add_middleware(GZipMiddleware, minimum_size=1)

@app.get("/hello")
async def main():
    return {"message": "Hello World"}

if __name__ == '__main__':
    uvicorn.run(app, host='0.0.0.0', port=7777)

将minimum_size设置成100

五、附带说明

5.1.如何使用 CORSMiddleware 处理 CORS

CORS (Cross-Origin Resource Sharing) - FastAPIFastAPI framework, high performance, easy to learn, fast to code, ready for productionhttps://fastapi.tiangolo.com/tutorial/cors/