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FastAPI

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FastAPI è un framework per la creazione di API in Python.

Il generatore FastAPI crea una nuova FastAPI con configurazione dell’infrastruttura AWS CDK o Terraform. Il backend generato utilizza AWS Lambda per il deployment serverless, esposto tramite un’API AWS API Gateway. Configura AWS Lambda Powertools per l’osservabilità, inclusi logging, tracing AWS X-Ray e metriche Cloudwatch.

Puoi generare una nuova FastAPI in due modi:

Terminal window
pnpm nx g @aws/nx-plugin:py#api --framework=fastapi
Puoi anche eseguire una prova per vedere quali file verrebbero modificati
Terminal window
pnpm nx g @aws/nx-plugin:py#api --framework=fastapi --dry-run
ParametroTipoPredefinitoDescrizione
name Obbligatoriostring-Nome del progetto API da generare
framework fastapifastapiIl framework API da utilizzare.
integrationPattern isolated | sharedisolatedCome vengono generate le integrazioni API Gateway per l'API. Scegli tra isolated (predefinito) e shared.
auth iam | cognito | customiamIl metodo utilizzato per autenticare con la tua API. Scegli tra iam (predefinito), cognito o custom.
directory stringpackagesLa directory in cui memorizzare l'applicazione.
subDirectory string-La sottodirectory in cui viene posizionato il progetto. Per impostazione predefinita corrisponde al nome del progetto.
iac inherit | cdk | terraforminheritIl provider IaC preferito. Per impostazione predefinita viene ereditato dalla selezione iniziale.
moduleName string-Nome del modulo Python
infra rest-lambda | http-lambda | nonerest-lambdaIl tipo di infrastruttura da utilizzare per distribuire questa API.
preferInstallDependencies booleantrueSe preferire l'installazione delle dipendenze dopo l'esecuzione del generatore. Impostare su false per rimandare l'installazione quando si eseguono più generatori in batch (l'installazione viene comunque eseguita se necessaria affinché i generatori successivi possano calcolare il grafo dei progetti Nx); installare una volta alla fine.

Il generatore creerà la seguente struttura di progetto nella directory <directory>/<api-name>:

  • project.json Configurazione del progetto e target di build
  • pyproject.toml Configurazione del progetto Python e dipendenze
  • run.sh Script di bootstrap Lambda Web Adapter per avviare l’app FastAPI tramite uvicorn
  • Directory<module_name>
    • __init__.py Inizializzazione del modulo
    • init.py Configura l’app FastAPI e configura il middleware powertools
    • main.py Implementazione dell’API
  • Directoryscripts
    • generate_open_api.py Script per generare uno schema OpenAPI dall’app FastAPI

Poiché questo generatore fornisce infrastruttura come codice basata sul tuo iac scelto, creerà un progetto in packages/common che include i costrutti CDK o i moduli Terraform pertinenti.

Il progetto comune di infrastruttura come codice è strutturato come segue:

  • Directorypackages/common/constructs
    • Directorysrc
      • Directoryapp/ Constructs for infrastructure specific to a project/generator
      • Directorycore/ Generic constructs which are reused by constructs in app
      • index.ts Entry point exporting constructs from app
    • project.json Project build targets and configuration

Per il deployment della tua API, vengono generati i seguenti file:

  • Directorypackages/common/constructs/src
    • Directoryapp
      • Directoryapis
        • <project-name>.ts CDK construct for deploying your API
    • Directorycore
      • Directoryapi
        • http-api.ts CDK construct for deploying an HTTP API (if you selected to deploy an HTTP API)
        • rest-api.ts CDK construct for deploying a REST API (if you selected to deploy a REST API)
        • utils.ts Utilities for the API constructs

L’applicazione distribuita ha la seguente architettura:

ClientWAFAPI Gateway(REST API)LambdaCloudWatch(Logs, Metrics)X-Ray(Traces)

Le REST API includono una Web ACL AWS WAFv2 davanti allo stage di API Gateway con il set di regole predefinito gestito da AWS abilitato.

L’implementazione principale dell’API si trova in main.py. Qui è dove definisci le tue route API e le loro implementazioni. Ecco un esempio:

from pydantic import BaseModel
from .init import app, tracer
class Item(BaseModel):
name: str
@app.get("/items/{item_id}")
@tracer.capture_method
def get_item(item_id: int) -> Item:
return Item(name=...)
@app.post("/items")
@tracer.capture_method
def create_item(item: Item):
return ...

Il generatore configura automaticamente diverse funzionalità:

  1. Integrazione di AWS Lambda Powertools per l’osservabilità
  2. Middleware per la gestione degli errori
  3. Correlazione richiesta/risposta
  4. Raccolta di metriche
  5. Deployment AWS Lambda tramite Lambda Web Adapter con uvicorn
  6. Streaming type-safe (solo REST API)

Il generatore configura il logging strutturato utilizzando AWS Lambda Powertools. Puoi accedere al logger nei tuoi handler di route:

from .init import app, logger
@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int):
logger.info("Fetching item", extra={"item_id": item_id})
return {"item_id": item_id}

Il logger include automaticamente:

  • ID di correlazione per il tracciamento delle richieste
  • Percorso e metodo della richiesta
  • Informazioni sul contesto Lambda
  • Indicatori di cold start

Il tracing AWS X-Ray è configurato automaticamente. Puoi aggiungere subsegmenti personalizzati alle tue tracce:

from .init import app, tracer
@app.get("/items/{item_id}")
@tracer.capture_method
def read_item(item_id: int):
# Creates a new subsegment
with tracer.provider.in_subsegment("fetch-item-details"):
# Your logic here
return {"item_id": item_id}

Le metriche CloudWatch vengono raccolte automaticamente per ogni richiesta. Puoi aggiungere metriche personalizzate:

from .init import app, metrics
from aws_lambda_powertools.metrics import MetricUnit
@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int):
metrics.add_metric(name="ItemViewed", unit=MetricUnit.Count, value=1)
return {"item_id": item_id}

Le metriche predefinite includono:

  • Conteggi delle richieste
  • Conteggi di successo/fallimento
  • Metriche di cold start
  • Metriche per route

Il generatore include una gestione completa degli errori:

from fastapi import HTTPException
@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int):
if item_id < 0:
raise HTTPException(status_code=400, detail="Item ID must be positive")
return {"item_id": item_id}

Le eccezioni non gestite vengono catturate dal middleware e:

  1. Registrano l’eccezione completa con stack trace
  2. Registrano una metrica di fallimento
  3. Restituiscono una risposta 500 sicura al client
  4. Preservano l’ID di correlazione

Quando la tua API è protetta da autenticazione, i tuoi handler di route spesso devono sapere chi sta chiamando. La FastAPI generata viene eseguita all’interno di AWS Lambda tramite il Lambda Web Adapter, che inoltra il contesto della richiesta API Gateway come JSON nell’header x-amzn-request-context. Puoi leggerlo dalla Request FastAPI per estrarre l’identità del chiamante.

Come esempio, aggiungiamo un endpoint /me che restituisce i dettagli sull’utente chiamante. Implementeremo l’estrazione come una dipendenza FastAPI in modo che possa essere riutilizzata tra le route. La forma del contesto della richiesta — e quindi come estrarre l’identità — dipende sia dal metodo auth selezionato sia dal fatto che tu abbia distribuito una REST o HTTP API.

auth = iam

Per l’autenticazione IAM, cerchiamo il chiamante in Cognito utilizzando il sub estratto dal contesto della richiesta API Gateway. Crea identity.py accanto a main.py:

import json
import os
from typing import Annotated
from boto3 import client
from fastapi import Depends, HTTPException, Request
from pydantic import BaseModel
cognito = client("cognito-idp")
class Identity(BaseModel):
sub: str
username: str
def get_identity(request: Request) -> Identity:
# The Lambda Web Adapter forwards the API Gateway request context as JSON
request_context_header = request.headers.get("x-amzn-request-context")
if not request_context_header:
raise HTTPException(status_code=403, detail="Unable to determine calling user")
request_context = json.loads(request_context_header)
provider = request_context.get("identity", {}).get("cognitoAuthenticationProvider")
sub = provider.split(":")[-1] if provider else None
if not sub:
raise HTTPException(status_code=403, detail="Unable to determine calling user")
users = cognito.list_users(
# Assumes user pool id is configured in lambda environment
UserPoolId=os.environ["USER_POOL_ID"],
Limit=1,
Filter=f'sub="{sub}"',
).get("Users", [])
if len(users) != 1:
raise HTTPException(status_code=403, detail=f"No user found with subjectId {sub}")
return Identity(sub=sub, username=users[0]["Username"])
CurrentUser = Annotated[Identity, Depends(get_identity)]
auth = cognito

Con auth: 'cognito', l’autorizzatore Cognito User Pools di API Gateway verifica il JWT che il chiamante fornisce nell’header Authorization e posiziona i claim verificati sul contesto della richiesta.

Crea identity.py accanto a main.py:

import json
from typing import Annotated
from fastapi import Depends, HTTPException, Request
from pydantic import BaseModel
class Identity(BaseModel):
sub: str
username: str
def get_identity(request: Request) -> Identity:
# The Lambda Web Adapter forwards the API Gateway request context as JSON
request_context_header = request.headers.get("x-amzn-request-context")
if not request_context_header:
raise HTTPException(status_code=403, detail="Unable to determine calling user")
request_context = json.loads(request_context_header)
claims = request_context.get("authorizer", {}).get("claims", {})
sub = claims.get("sub")
username = claims.get("username")
if not sub or not username:
raise HTTPException(status_code=403, detail="Unable to determine calling user")
return Identity(sub=sub, username=username)
CurrentUser = Annotated[Identity, Depends(get_identity)]

Puoi quindi iniettare la dipendenza CurrentUser in qualsiasi route che necessita dell’identità del chiamante:

from .identity import CurrentUser, Identity
from .init import app, tracer
@app.get("/me")
@tracer.capture_method
def me(identity: CurrentUser) -> Identity:
return identity
infra = rest-lambda

La FastAPI generata supporta le risposte in streaming out of the box quando si utilizza una REST API. L’infrastruttura è configurata per utilizzare il AWS Lambda Web Adapter per eseguire la tua FastAPI tramite uvicorn all’interno di Lambda, con ResponseTransferMode.STREAM in API Gateway per tutte le operazioni REST API, che consente allo streaming di funzionare insieme alle operazioni non in streaming.

Il file init.py generato esporta una classe JsonStreamingResponse che fornisce streaming type-safe con generazione corretta dello schema OpenAPI. Questo garantisce che il generatore connection possa produrre metodi client di streaming correttamente tipizzati.

from pydantic import BaseModel
from .init import app, JsonStreamingResponse
class Chunk(BaseModel):
message: str
async def generate_chunks():
for i in range(100):
yield Chunk(message=f"This is chunk {i}")
@app.post(
"/stream",
response_class=JsonStreamingResponse,
responses={200: JsonStreamingResponse.openapi_response(Chunk, "Stream of chunks")},
)
async def my_stream() -> JsonStreamingResponse:
return JsonStreamingResponse(generate_chunks())

La classe JsonStreamingResponse:

  1. Serializza i modelli Pydantic nel formato JSON Lines (application/jsonl)
  2. Fornisce un helper openapi_response che genera lo schema OpenAPI corretto con itemSchema, consentendo al generatore connection di produrre metodi client di streaming type-safe

Per consumare uno stream di risposte, puoi utilizzare il generatore connection che fornirà un metodo type-safe per iterare sui tuoi chunk in streaming.

Il generatore FastAPI crea infrastruttura come codice CDK o Terraform in base al tuo iac selezionato. Puoi usarlo per distribuire la tua FastAPI.

Il costrutto CDK per distribuire la tua API nella cartella common/constructs. Puoi usarlo in un’applicazione CDK:

import { MyApi } from '@my-scope/common-constructs';
export class ExampleStack extends Stack {
constructor(scope: Construct, id: string) {
// Add the api to your stack
const api = new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this).build(),
});
}
}

Questo configura:

  1. Una funzione AWS Lambda per ogni operazione nell’applicazione FastAPI
  2. API Gateway HTTP/REST API come trigger della funzione
  3. Ruoli IAM e permessi
  4. Gruppo di log CloudWatch
  5. Configurazione del tracing X-Ray
  6. Namespace delle metriche CloudWatch
auth = cognito
auth = custom
infra = rest-lambda

Per le REST API, il costrutto generato associa un Web ACL AWS WAFv2 allo stage di API Gateway per impostazione predefinita. Il Web ACL utilizza il set di regole predefinito gestito da AWS (AWSManagedRulesCommonRuleSet e AWSManagedRulesKnownBadInputsRuleSet), fornendo protezione contro exploit web comuni inclusa la OWASP Top 10. I log delle richieste WAF vengono scritti in un gruppo di CloudWatch Logs.

Puoi modificare il costrutto rest-api generato per aggiungere, rimuovere o regolare le regole (ad esempio, per aggiungere regole basate sulla frequenza o gruppi di regole gestite aggiuntivi).

Per disattivare (ad esempio, per collegare il tuo Web ACL), imposta enableWaf su false:

const api = new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this).build(),
enableWaf: false,
});
infra = rest-lambda

Per le REST API, l’infrastruttura generata abilita la registrazione degli accessi per impostazione predefinita, scrivendo una riga JSON strutturata per richiesta in un gruppo CloudWatch Logs dedicato. Il gruppo di log è crittografato con una chiave KMS gestita dal cliente e conservato per un anno.

API Gateway scrive i log di accesso utilizzando un ruolo CloudWatch Logs a livello di account. Questo ruolo è configurato sull’impostazione AWS::ApiGateway::Account, che è un singleton per regione per account — esiste un solo ruolo per ogni REST API nella regione. Per gestire questo in modo sicuro tra più stack distribuiti indipendentemente, l’infrastruttura generata:

  • Crea un ruolo CloudWatch Logs condiviso e lo configura sull’account solo quando non è già impostato un ruolo funzionante, in modo che le distribuzioni non sovrascrivano mai un ruolo di proprietà di un altro stack.
  • Lascia intatta l’impostazione dell’account durante lo smantellamento, in modo che la distruzione di uno stack non disabiliti mai la registrazione per altre REST API nella regione.

Il ruolo dell’account è gestito dal costrutto ApiGatewayAccount, un singleton con ambito stack risolto tramite ApiGatewayAccount.ensure(scope). Ogni stage della REST API dipende da esso e il ruolo è configurato da una risorsa personalizzata supportata da Lambda.

Puoi personalizzare il formato del log di accesso passando deployOptions durante la costruzione della tua API:

const api = new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this).build(),
deployOptions: {
accessLogFormat: AccessLogFormat.clf(),
},
});

I costrutti CDK REST/HTTP API sono configurati per fornire un’interfaccia type-safe per definire integrazioni per ciascuna delle tue operazioni.

I costrutti CDK forniscono supporto completo per integrazioni type-safe come descritto di seguito.

Puoi utilizzare il metodo statico defaultIntegrations per utilizzare il pattern predefinito, che definisce una funzione AWS Lambda individuale per ogni operazione:

new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this).build(),
});

Puoi accedere alle funzioni AWS Lambda sottostanti tramite la proprietà integrations del costrutto API, in modo type-safe. Ad esempio, se la tua API definisce un’operazione chiamata sayHello e devi aggiungere alcune autorizzazioni a questa funzione, puoi farlo come segue:

const api = new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this).build(),
});
// sayHello is typed to the operations defined in your API
api.integrations.sayHello.handler.addToRolePolicy(new PolicyStatement({
effect: Effect.ALLOW,
actions: [...],
resources: [...],
}));

Se la tua API utilizza il pattern shared, il router Lambda condiviso è esposto come api.integrations.$router:

const api = new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this).build(),
});
api.integrations.$router.handler.addEnvironment('LOG_LEVEL', 'DEBUG');

Se desideri personalizzare le opzioni utilizzate durante la creazione della funzione Lambda per ogni integrazione predefinita, puoi utilizzare il metodo withDefaultOptions. Ad esempio, se desideri che tutte le tue funzioni Lambda risiedano in un Vpc:

const vpc = new Vpc(this, 'Vpc', ...);
new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this)
.withDefaultOptions({
vpc,
})
.build(),
});

Per personalizzare le opzioni utilizzate per creare l’integrazione predefinita per operazioni specifiche (senza influenzare le altre), puoi utilizzare il metodo withOperationOptions. Ad esempio, se desideri aumentare il timeout della funzione Lambda solo per un’operazione:

const api = new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this)
.withOperationOptions({
sayHello: {
timeout: Duration.seconds(60),
},
})
.build(),
});
// The selected operations remain default integrations, so they're still typed accordingly:
api.integrations.sayHello.handler.addToRolePolicy(new PolicyStatement({ ... }));

Le opzioni che specifichi vengono unite alle opzioni di integrazione predefinite (e a qualsiasi opzione impostata tramite withDefaultOptions). Nota che non puoi specificare opzioni per operazioni che hai sostituito tramite withOverrides, poiché queste non utilizzano più l’integrazione predefinita.

Incontrerai un errore di tipo se la stessa operazione è targetizzata sia da withOperationOptions che da withOverrides, indipendentemente dall’ordine in cui li chiami.

Puoi anche sovrascrivere le integrazioni per operazioni specifiche utilizzando il metodo withOverrides. Ogni override deve specificare una proprietà integration che è tipizzata al costrutto di integrazione CDK appropriato per l’API HTTP o REST. Il metodo withOverrides è anche type-safe. Ad esempio, se desideri sovrascrivere un’API getDocumentation per puntare alla documentazione ospitata da un sito web esterno, potresti ottenere questo come segue:

new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this)
.withOverrides({
getDocumentation: {
integration: new HttpIntegration('https://example.com/documentation'),
},
})
.build(),
});

Noterai anche che l’integrazione sovrascritta non ha più una proprietà handler quando vi accedi tramite api.integrations.getDocumentation.

Puoi aggiungere proprietà aggiuntive a un’integrazione che saranno anche tipizzate di conseguenza, consentendo ad altri tipi di integrazione di essere astratti ma rimanere type-safe, ad esempio se hai creato un’integrazione S3 per un’API REST e successivamente desideri fare riferimento al bucket per una particolare operazione, puoi farlo come segue:

const storageBucket = new Bucket(this, 'Bucket', { ... });
const apiGatewayRole = new Role(this, 'ApiGatewayS3Role', {
assumedBy: new ServicePrincipal('apigateway.amazonaws.com'),
});
storageBucket.grantRead(apiGatewayRole);
const api = new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this)
.withOverrides({
getFile: {
bucket: storageBucket,
integration: new AwsIntegration({
service: 's3',
integrationHttpMethod: 'GET',
path: `${storageBucket.bucketName}/{fileName}`,
options: {
credentialsRole: apiGatewayRole,
requestParameters: {
'integration.request.path.fileName': 'method.request.querystring.fileName',
},
integrationResponses: [{ statusCode: '200' }],
},
}),
options: {
requestParameters: {
'method.request.querystring.fileName': true,
},
methodResponses: [{
statusCode: '200',
}],
}
},
})
.build(),
});
// Later, perhaps in another file, you can access the bucket property we defined
// in a type-safe manner
api.integrations.getFile.bucket.grantRead(...);

Puoi anche fornire options nella tua integrazione per sovrascrivere particolari opzioni del metodo come gli authorizer, ad esempio se desideri utilizzare l’autenticazione Cognito per la tua operazione getDocumentation:

new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: MyApi.defaultIntegrations(this)
.withOverrides({
getDocumentation: {
integration: new HttpIntegration('https://example.com/documentation'),
options: {
authorizer: new CognitoUserPoolsAuthorizer(...) // for REST, or HttpUserPoolAuthorizer for an HTTP API
}
},
})
.build(),
});

Se preferisci, puoi scegliere di non utilizzare le integrazioni predefinite e invece fornirne direttamente una per ogni operazione. Questo è utile se, ad esempio, ogni operazione deve utilizzare un tipo diverso di integrazione o desideri ricevere un errore di tipo quando aggiungi nuove operazioni:

new MyApi(this, 'MyApi', {
integrations: {
sayHello: {
integration: new LambdaIntegration(...),
},
getDocumentation: {
integration: new HttpIntegration(...),
},
},
});

I costrutti API CDK generati supportano due pattern di integrazione:

  • isolated crea una funzione Lambda per operazione. Questo è il valore predefinito per le API generate.
  • shared crea un singolo router Lambda predefinito e lo riutilizza per ogni operazione a meno che non si sovrascrivano integrazioni specifiche.

isolated ti offre autorizzazioni e configurazione più granulari per operazione. shared riduce la proliferazione di Lambda e integrazioni API Gateway pur consentendo override selettivi.

Ad esempio, impostando pattern su 'shared' si crea una singola funzione invece di una per integrazione:

packages/common/constructs/src/app/apis/my-api.ts
export class MyApi<...> extends ... {
public static defaultIntegrations = (scope: Construct) => {
...
return IntegrationBuilder.rest({
pattern: 'shared',
...
});
};
}

Poiché le operazioni in FastAPI sono definite in Python e l’infrastruttura CDK in TypeScript, strumentiamo la generazione del codice per fornire metadati al costrutto CDK per fornire un’interfaccia type-safe per le integrazioni.

Un target generate:<ApiName>-metadata viene aggiunto al project.json dei costrutti comuni per facilitare questa generazione di codice, che emette un file come packages/common/constructs/src/generated/my-api/metadata.gen.ts. Poiché questo viene generato al momento della build, viene ignorato nel controllo di versione.

auth = iam

Se hai scelto di utilizzare l’autenticazione IAM, puoi utilizzare il metodo grantInvokeAccess per concedere l’accesso alla tua API:

api.grantInvokeAccess(myIdentityPool.authenticatedRole);

Il generatore configura un server di sviluppo locale che puoi eseguire con:

Terminal window
pnpm nx serve my-api

Questo avvia un server di sviluppo FastAPI locale con:

  • Auto-reload sulle modifiche del codice
  • Documentazione API interattiva su /docs o /redoc
  • Schema OpenAPI su /openapi.json

Per invocare la tua API da un sito web React, puoi utilizzare il generatore connection.

Usa il generatore connection per integrare questo progetto con altri nel tuo workspace. Le seguenti connessioni coinvolgono questo progetto:

FastAPI
React to FastAPIChiamare una FastAPI Python da un sito web React
FastAPIAmazon DynamoDBPython
FastAPI to Python DynamoDBConnettere una FastAPI a una tabella DynamoDB