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引言

在之前的《FastAPI快速入門》中，我們對服務器搭建、依賴注入、接口定義與Pydantic模型有了基本了解。本篇繼續深入FastAPI的核心機制，并與Java生態的SpringBoot進行對比，幫助Java開發者快速建立技術映射。

1 FastAPI事件管理

FastAPI 提供了 startup 和 shutdown 事件來處理應用啟動和關閉時的邏輯，類似于 Spring Boot 的ApplicationRunner和@PreDestroy。
不過， on_event 在較新版本中已被棄用，推薦使用 lifespan 處理應用生命周期事件。

from contextlib import asynccontextmanager
from fastapi import FastAPI# 現代 lifespan 處理方式
@asynccontextmanager
async def lifespan(app: FastAPI):# 啟動邏輯 - 類似 @PostConstructprint("🚀 應用啟動：數據庫連接池初始化")cache = {"hot_items": load_hot_data()}yield cache  # 將資源傳遞給路由,即賦值給app.state# 關閉邏輯 - 類似 @PreDestroyprint("🛑 應用關閉：釋放數據庫連接池")cache.clear()app = FastAPI(lifespan=lifespan)  # 注入 lifespan@app.get("/items")
async def get_items():return app.state["hot_items"]  # 直接使用初始化資源

連接池示例

@asynccontextmanager
async def lifespan(app: FastAPI):# 初始化 PostgreSQL 連接池app.state.db_pool = await asyncpg.create_pool(dsn=os.getenv("DB_DSN"),min_size=5,max_size=20)# 初始化 Redis 客戶端app.state.redis = await aioredis.from_url("redis://localhost", encoding="utf-8",decode_responses=True)yield# 資源清理await app.state.db_pool.close()await app.state.redis.close()

對比SpringBoot

// Spring Boot 等效實現
@SpringBootApplication
public class DemoApp implements ApplicationRunner {@Autowiredprivate DataSource dataSource;@PreDestroypublic void onExit() {System.out.println("🛑 釋放資源");}@Overridepublic void run(ApplicationArguments args) {System.out.println("🚀 初始化完成");}
}

FastAPI采用顯式事件注冊，SpringBoot通過接口/注解實現，后者更符合Java的約定優于配置原則。

特性	FastAPI (lifespan)	Spring Boot
事件類型	異步上下文管理器	接口實現 + 注解
資源傳遞	yield 返回 → 直接注入路由	通過 ApplicationContext
錯誤處理	自帶 try/finally 語義	需手動實現銷毀邏輯
依賴注入	通過 app.state 訪問	@Autowired 自動裝配
多階段初始化	單入口統一管理	多種初始化接口可選

2 類的使用

2.1 初始化方法對比

Python中有__new__和__init__方法可以用于在對象實例創建時執行一些操作。

class Service:def __new__(cls):print("1. 分配內存 → 類似Java的new關鍵字")return super().__new__(cls)def __init__(self):print("2. 初始化屬性 → 類似Java的構造函數")self.cache = {}

__new__方法比__init__先調用。
Java等效實現如下：

public class Service {private Map<String, Object> cache;public Service() {System.out.println("構造函數初始化");this.cache = new HashMap<>();}
}

• cls 與 self
  cls代表類本身。在調用類方法時，Python會自動將類對象作為第一個參數傳遞給方法。通過 cls 能夠訪問和修改類的屬性，還能創建類的實例。
  self 代表類的實例對象。在調用實例方法時，Python 會自動將實例對象作為第一個參數傳遞給方法。借助 self 可以訪問和修改實例的屬性和方法。

2.2 Pydantic的構造

Pydantic模型是默認支持全參構造，等效于@NoArgsConstructor+@AllArgsConstructor的。
且可以通過關鍵字或字典解包，所以不會有Java的構造函數參數膨脹問題。

from pydantic import BaseModelclass User(BaseModel):name: strage: int# 構造方式1：關鍵字參數
user = User(name="Alice", age=30) # 自動觸發類型驗證錯誤# 構造方式2：字典解包
data = {"name": "Alice", "age": 30}
user = User(**data)

SpringBoot等效

// Lombok簡化構造
@Data 
@AllArgsConstructor 
public class UserDTO {private Long id;private String name;private String email;
}

3 依賴管理

使用Spring框架時，對象交由框架處理，默認單例，且可以做到復雜的依賴管理。
FastAPI的依賴系統輕量但強大，也支持函數/類級別注入：

from fastapi import Dependsdef get_db_session():print("創建DB會話 → 類似Spring的@Bean")yield session  # 通過yield實現資源清理print("關閉DB會話")@app.get("/users")
def get_users(db = Depends(get_db_session)):return db.query(User).all()

類似于SpringBoot

@RestController
public class UserController {private final UserRepository repo;  // 構造器注入public UserController(UserRepository repo) {this.repo = repo;}@GetMapping("/users")public List<User> getUsers() {return repo.findAll();}
}@Repository  // 自動裝配
public interface UserRepository extends JpaRepository<User, Long> {}

核心差異：

特性	FastAPI	Spring Boot
作用域	函數級控制	完整的Bean作用域
生命周期	顯式yield管理	容器自動管理
配置復雜度	低（Python動態特性）	高（需學習Spring生態）
AOP支持	有限（通過中間件）	完善（@Aspect等）

4 類方法和靜態方法

4.1 @classmethod

使用裝飾器 @classmethod裝飾的類和Java中的靜態方法一樣，可以直接通過類名調用。
不同的是@classmethod裝飾的方法有默認入參cls。

class Validator:@classmethoddef validate_email(cls, email: str) -> bool:return "@" in email  # cls可訪問類屬性# 直接類調用 → 類似Java靜態方法
Validator.validate_email("test@ex.com")

Java等效如下：

public class Validator {public static boolean validateEmail(String email) {return email.contains("@");}
}

關鍵區別：Python的類方法自動獲取cls參數，可訪問類狀態，而Java靜態方法無this/cls概念。