FastAPI依赖注入：从基础概念到应用

扫描二维码关注或者微信搜一搜：编程智域前端至全栈交流与成长

第一章：FastAPI依赖注入基础概念与运行原理

1.1 依赖注入的本质与价值

依赖注入（Dependency Injection）如同餐厅的点餐服务系统：当顾客（调用方）需要牛排（依赖项）时，不需要自己进厨房烹饪，服务员（注入系统）会根据订单自动配送。在FastAPI中，这种机制让路由处理函数只需声明所需依赖，框架自动完成依赖项的创建和注入。

核心价值体现：

解耦组件：路由函数不再需要手动创建依赖对象
提高可测性：可以轻松替换模拟依赖进行单元测试
增强复用性：公共逻辑（如认证、数据库连接）可封装为通用依赖
层级管理：支持多层嵌套依赖，构建清晰的依赖关系树

1.2 FastAPI依赖系统架构

from fastapi import Depends, FastAPI

app = FastAPI()

# 基础依赖函数示例
def query_extractor(q: str | None = None):
    return q

# 类形式依赖项
class Pagination:
    def __init__(self, page: int = 1, size: int = 10):
        self.page = page
        self.size = size

# 路由中使用依赖
@app.get("/items/")
async def read_items(
    q: str = Depends(query_extractor),
    pagination: Pagination = Depends()
):
    return {
        "q": q,
        "page": pagination.page,
        "size": pagination.size
    }

代码解析：

query_extractor 处理查询参数，返回处理后的值
Pagination 类封装分页参数，自动从请求参数初始化
Depends() 声明依赖项，支持函数和类两种形式
依赖项按声明顺序执行，支持同步/异步混合使用

1.3 依赖解析过程详解

当请求到达/items/端点时：

框架识别Depends声明
按依赖声明顺序解析：
- 先执行query_extractor，获取查询参数q
- 再实例化Pagination，解析page和size参数
将解析结果注入路由函数参数
执行路由函数逻辑

嵌套依赖示例：

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

def get_current_user(db: Session = Depends(get_db)):
    user = db.query(User).first()
    if not user:
        raise HTTPException(status_code=404)
    return user

@app.get("/profile")
def user_profile(user: User = Depends(get_current_user)):
    return {"username": user.name}

依赖树结构：

1
2
3

user_profile
└── get_current_user
    └── get_db

1.4 实战：构建认证系统

from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer
from pydantic import BaseModel

oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="token")

class User(BaseModel):
    username: str
    is_admin: bool = False

def validate_token(token: str = Depends(oauth2_scheme)) -> str:
    if token != "secret_token":
        raise HTTPException(status_code=403)
    return token

def get_user(token: str = Depends(validate_token)) -> User:
    return User(username="admin", is_admin=True)

@app.get("/admin")
def admin_dashboard(
    user: User = Depends(get_user),
    db: Session = Depends(get_db)
):
    if not user.is_admin:
        raise HTTPException(status_code=403)
    return {"message": "Admin console"}

功能说明：

oauth2_scheme 自动提取Bearer Token
validate_token 验证令牌有效性
get_user 获取用户信息并注入路由
权限验证与数据库访问解耦

1.5 常见报错解决方案

问题1：422 Validation Error

{
    "detail": [
        {
            "loc": ["query", "page"],
            "msg": "value is not a valid integer",
            "type": "type_error.integer"
        }
    ]
}

解决方案：

检查请求参数类型是否匹配

在依赖类中使用Pydantic模型进行验证：

from pydantic import BaseModel

class PaginationParams(BaseModel):
    page: int = 1
    size: int = 10

    @validator("page")
    def validate_page(cls, v):
        if v < 1:
            raise ValueError("Page must be ≥1")
        return v

问题2：依赖项循环引用

1
2
3

# 错误示例
def dep_a(b: str = Depends(dep_b)): ...
def dep_b(a: int = Depends(dep_a)): ...

解决方法：

重构依赖关系，打破循环链

使用lambda延迟解析：

1	def dep_a(b: str = Depends(lambda: dep_b)): ...

课后Quiz

问题1：如何在依赖项中访问请求头信息？
A) 直接从路由参数获取
B) 通过Request对象依赖
C) 使用Header参数声明

答案：B和C都正确
解析：两种合法方式：

# 方法1：通过Request对象
def get_ua(request: Request):
    return request.headers.get("user-agent")

# 方法2：使用Header参数
def get_ua(user_agent: str | None = Header(None)):
    return user_agent

问题2：依赖项返回None会导致什么问题？
A) 路由参数变为可选
B) 自动引发400错误
C) 系统忽略该依赖

答案：B
解析：当依赖项返回None且路由参数未设置默认值时，FastAPI会自动返回400错误，因为无法注入必需的参数。

环境配置与运行

安装依赖：

1	pip install fastapi uvicorn sqlalchemy python-multipart

启动服务：

1	uvicorn main:app --reload

测试端点：

1	curl -X GET "http://localhost:8000/items/?q=test&page=2&size=20"

余下文章内容请点击跳转至个人博客页面或者扫码关注或者微信搜一搜：编程智域前端至全栈交流与成长，阅读完整的文章：