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从API到数据库：FastAPI + Tortoise-ORM全链路开发指南

1. 环境准备与包安装

首先创建Python虚拟环境并安装必要依赖：

python -m venv venv
source venc/bin/activate  # Linux/Mac
venv\Scripts\activate     # Windows

pip install fastapi uvicorn tortoise-orm pydantic python-multipart

2. 数据模型定义

创建包含软删除功能的文章模型：

# models.py
from tortoise.models import Model
from tortoise import fields


class Article(Model):
    id = fields.IntField(pk=True)
    title = fields.CharField(max_length=255)
    content = fields.TextField()
    author_id = fields.IntField()
    created_at = fields.DatetimeField(auto_now_add=True)
    updated_at = fields.DatetimeField(auto_now=True)
    is_deleted = fields.BooleanField(default=False)

    class Meta:
        table = "articles"

    class PydanticMeta:
        exclude = ["is_deleted"]

3. Pydantic模式定义

定义请求响应数据结构：

# schemas.py
from pydantic import BaseModel
from datetime import datetime


class ArticleCreate(BaseModel):
    title: str
    content: str


class ArticleUpdate(BaseModel):
    title: str | None = None
    content: str | None = None


class ArticleResponse(BaseModel):
    id: int
    title: str
    content: str
    author_id: int
    created_at: datetime
    updated_at: datetime

    class Config:
        orm_mode = True

4. FastAPI应用配置

配置数据库连接和路由：

# main.py
from fastapi import FastAPI, Depends, HTTPException, status
from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer
from tortoise.contrib.fastapi import register_tortoise

app = FastAPI()

# 数据库配置
DATABASE_URL = "sqlite://./db.sqlite3"

register_tortoise(
    app,
    db_url=DATABASE_URL,
    modules={"models": ["models"]},
    generate_schemas=True,
    add_exception_handlers=True,
)

# 模拟用户认证
oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="token")


async def get_current_user(token: str = Depends(oauth2_scheme)):
    return {"id": 1}  # 模拟返回用户信息

5. 完整API端点实现

5.1 创建文章

@app.post("/articles", response_model=ArticleResponse)
async def create_article(
        article: ArticleCreate,
        user: dict = Depends(get_current_user)
):
    db_article = await Article.create(
        **article.dict(),
        author_id=user["id"]
    )
    return await ArticleResponse.from_tortoise_orm(db_article)

5.2 分页查询

@app.get("/articles", response_model=list[ArticleResponse])
async def list_articles(
        page: int = 1,
        per_page: int = 10
):
    skip = (page - 1) * per_page
    query = Article.all().offset(skip).limit(per_page)
    return await ArticleResponse.from_queryset(query)

5.3 条件更新

@app.patch("/articles/{article_id}", response_model=ArticleResponse)
async def update_article(
        article_id: int,
        update_data: ArticleUpdate,
        user: dict = Depends(get_current_user)
):
    # 只允许作者修改自己的文章
    db_article = await Article.get_or_none(id=article_id, author_id=user["id"])
    if not db_article:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Article not found")

    await db_article.update_from_dict(update_data.dict(exclude_unset=True))
    await db_article.save()
    return await ArticleResponse.from_tortoise_orm(db_article)

5.4 软删除

@app.delete("/articles/{article_id}")
async def delete_article(
        article_id: int,
        user: dict = Depends(get_current_user)
):
    updated_count = await Article.filter(
        id=article_id,
        author_id=user["id"]
    ).update(is_deleted=True)

    if not updated_count:
        raise HTTPException(status_code=404, detail="Article not found")
    return {"message": "Article deleted"}

6. 关键实现解析

6.1 分页机制原理

计算skip值：skip = (page - 1) * per_page
数据库查询使用offset和limit实现分页
实际生产环境建议使用游标分页（Cursor Pagination）

6.2 条件更新安全

通过get_or_none确保记录存在
使用filter().update()实现原子操作
exclude_unset=True忽略未传字段

6.3 软删除实现

添加is_deleted字段
重写默认查询过滤器：

1
2
3

class SoftDeleteManager(fields.Model):
    def get_queryset(self):
        return super().get_queryset().filter(is_deleted=False)

7. 课后Quiz

Q1：如何防止SQL注入攻击？
A：使用ORM的参数化查询，避免拼接SQL语句。Tortoise-ORM会自动处理查询参数，例如：

1	await Article.filter(title="Safe' OR 1=1--")

实际生成的SQL会是参数化查询，特殊字符会被正确转义

Q2：为什么在更新时使用exclude_unset=True？
A：该参数会忽略未提供的字段，实现部分更新。例如用户只修改标题时，不会影响content字段

Q3：如何实现真正的物理删除？
A：直接使用delete()方法：

1	await Article.filter(id=1).delete()

8. 常见报错解决方案

错误1：422 Validation Error

原因：请求体不符合Pydantic模型要求
解决：检查请求头Content-Type是否正确（应为application/json），确认字段类型和必填项

错误2：404 Not Found

原因：尝试操作不存在的记录
解决：在更新/删除前先使用get_or_none检查记录是否存在

错误3：RuntimeError - Event loop closed

原因：在同步代码中调用异步方法
解决：确保所有数据库操作都在async函数中执行，使用await调用

启动服务命令：

1	uvicorn main:app --reload

访问 http://localhost:8000/docs 即可测试API接口。本文实现的系统具备以下安全特性：

用户认证隔离数据访问
所有输入参数自动验证
数据库操作防注入
细粒度的权限控制

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FastAPI与Tortoise-ORM开发的神奇之旅