适用于Python的5大异步Web框架

本文概述

• Tornado
• Sanic
• Vibora
• Quart
• FastAPI

异步编程现在是Python中的一等公民。如果你是网络开发人员, 则可以选择许多出色的框架！

在撰写本文时, 异步不再只是Python社区中的流行语。随着3.5版本asyncio库的发布, Python确认了Node.js对Web开发的影响, 并在该语言中引入了两个新的关键字-async和await。这非常重要, 因为除非有迫切的需求, 否则Python语言会非常谨慎地扩展核心语法, 这仅表明Python开发人员考虑异步功能的根本重要性。

结果, 打开了异步编程的闸门：新的和旧的库开始使用协程功能, 异步框架迅速流行, 并且今天仍在编写新的框架。并非闻所未闻的性能达到或优于Node.js, 并且除非你的加载模式涉及大量CPU繁重的任务, 否则没有理由你每秒不能发出数千个请求。

但是足够的动力！

让我们调查一下当前的Python格局, 并查看一些顶级的异步框架。

Tornado

令人惊讶的是, Tornado根本不是一个新框架。它的最初发布时间是2009年(就在撰写本文时正好是十年前), 从那时起, 它的重点一直是提供具有高并发性的坚如磐石的异步编程。

从根本上来说, Tornado不是一个网络框架。它是异步模块的集合, 也用于构建网络框架模块。更具体地说, 这些模块是：

• 协程和其他原语(tornado.gen, tornado.locks, tornado.queues等)
• 网络模块(tornado.ioloop, tornado.iostream等)
• 异步服务器和客户端(tornado.httpserver, tornado.httpclient等)

这些已组合在一起以生成最终的框架模块：tornado.web, tornado.routing, tornado.template等。

import tornado.ioloop
import tornado.web

class MainHandler(tornado.web.RequestHandler):
    def get(self):
        self.write("Hello, world")

def make_app():
    return tornado.web.Application([
        (r"/", MainHandler), ])

if __name__ == "__main__":
    app = make_app()
    app.listen(8888)
    tornado.ioloop.IOLoop.current().start()

Tornado在Python社区中拥有强大而坚定的追随者, 并且经验丰富的架构师使用它们来构建高性能的系统。这个框架长期以来一直在解决并发问题, 但是由于它不支持WSGI标准并且买入太多(也许要记住, 大多数Python库仍在同步中), 因此它可能尚未成为主流。 )。

Sanic

Sanic实际上是一个”现代”框架：它不支持低于3.6的Python版本, 开箱即用地支持简单且通用的async / await语法, 因此不会使你阅读在编写第一个HTTP处理程序之前, 请先阅读大量文档, 并牢记重要案例。

结果, 产生的语法非常令人愉悦(至少在我看来)。它类似于你使用任何其他微框架(例如Flask, CherryPy)编写的代码, 但其中包含一些异步信息：

from sanic import Sanic
from sanic.response import json

app = Sanic()

@app.route("/")
async def test(request):
    return json({"hello": "world"})

if __name__ == "__main__":
    app.run(host="0.0.0.0", port=8000)

Sanic可以说是Python世界中最受欢迎和最受欢迎的异步框架。它具有你项目所需的几乎所有功能-路由, 中间件, Cookie, 版本控制, 蓝图, 基于类的视图, 静态文件, 流, 套接字等-以及开箱即用的功能可以添加模板, 数据库支持, 文件I / O, 队列, 因为到目前为止, 异步库已经足够用于这些。

Vibora

Vibora是Sanic的近亲, 除了致力于成为那里最快的Python Web服务器。实际上, 其网站的首次访问会给你带来框架比较：

如你所见, Vibora声称比传统框架快几倍, 是最接近竞争对手Sanic的两倍多。当然, 基准应该是一粒盐。 ????

尽管在语法和功能上, Vibora可以与Sanic媲美(或者甚至更好一点, 因为它捆绑了流行的库, 并且像开箱一样提供了模板等功能), 但我认为Sanic更加成熟, 因为它已经存在了很长的时间并且更大的社区。

from vibora import Vibora, JsonResponse

app = Vibora()

@app.route('/')
async def home():
    return JsonResponse({'hello': 'world'})

if __name__ == '__main__':
    app.run(host="0.0.0.0", port=8000)

但是, 如果你是表演迷, Vibora可能会让你的船浮起。也就是说, 在撰写本文时, Vibora正在进行彻底的重写以使其变得更快, 并且与其性能版本的链接表示该文件处于”繁重的开发”中。对于那些提早使用Vibora并很快必须面对重大变化的人来说, 这将是一个令人失望的事情, 但是, 嘿, 这是Python异步世界中的早期, 没有人期望事情会稳定下来。

Quart

如果你喜欢在Flask中进行开发, 但是对缺乏异步支持感到遗憾, 那么你会非常喜欢Quart。

Quart符合ASGI标准, 该标准是著名的WSGI标准的后继产品, 并提供异步支持。 Quart有趣的是, 它不仅与Flask相似, 而且实际上与Flask API兼容！该框架的作者希望保留Flask的感觉, 并仅向其添加异步, WebSocket和HTTP 2支持。结果, 你可以从Flask文档中正确学习Quart, 只需记住Quart中的函数是异步的。

from quart import Quart

app = Quart(__name__)

@app.route('/')
async def hello():
    return 'hello'

app.run()

感觉(几乎)完全像烧瓶一样, 不是吗？

由于Quart是Flask的演进, 因此Flask内的所有功能均可用：路由, 中间件, 会话, 模板, 蓝图等。实际上, 你甚至可以直接在Quart内部使用Flask扩展。有一个收获是仅支持Python 3.7+, 但是, 如果你未运行最新版本的Python, 则异步不是正确的方法。 ????

如果你没有Flask的较早经验, 那么文档确实很想要, 但是我可以推荐Quart, 因为Quart可能是即将推出其1.0版本的唯一异步框架。

FastAPI

此列表中的最后一个(但最令人印象深刻的)框架是FastAPI。不, 它不是仅API的框架；实际上, FastAPI似乎是我在研究异步Python框架时遇到的功能最丰富, 文档最丰富的框架。

有趣的是, 该框架的作者深入研究了其他几个框架, 从诸如Django之类的现代框架到诸如Sanic之类的现代框架, 以及将技术跨入NestJS(Node.js, Typescript网络框架)。他们的发展理念和广泛的比较可以在这里阅读。

语法非常令人愉快。甚至可以说它比我们遇到的其他框架更有趣：

rom fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/users/me")
async def read_user_me():
    return {"user_id": "the current user"}

@app.get("/users/{user_id}")
async def read_user(user_id: str):
    return {"user_id": user_id}

现在, 使FastAPI胜过其他框架的杀手级功能列表：

自动生成API文档：一旦编写了端点, 就可以使用符合标准的UI来使用API​​。支持SwaggerUI, ReDoc等。

该框架还使用JSON Schema进行自动数据模型文档编制。

现代发展：是的, “现代”一词经常出现, 但我发现FastAPI确实可以说服他们。依赖注入和类型提示是一流的公民, 不仅要执行良好的编码原则, 而且从长远来看可以防止错误和混乱。

大量的文档：我不了解你, 但是我完全可以作为一份很好的文档。在这一方面, FastAPI赢得了广泛的应用。它的文档一页一页地解释几乎每一个细微之处, 并”当心！”各级开发人员的时刻。在这里的文档中, 我感觉到了明显的”灵魂和灵魂”, 而我唯一能找到的比较就是Django文档(是的, FastAPI文档是如此出色！)。

超越基本知识：FastAPI除了支持所有传统帮助程序(如CORS, 会话, Cookie等)之外, 还支持WebSockets, Streaming和GraphQL。

那性能呢？好吧, FastAPI是基于令人惊叹的Starlette库构建的, 其性能可与Node相匹配, 在某些情况下甚至可与Go！相匹配。总而言之, 我真的有一种感觉, FastAPI将成为Python的顶级异步框架。

总结

如今, Python异步环境正在发生很多事情。弹出新框架, 重写旧框架, 并开发库以匹配异步行为。尽管Python内置了对事件循环的支持, 并且可以使应用程序的某些部分异步, 但你可以选择全力以赴并在此处的一种框架上构建。只要确保牢记长远考虑：几个Python异步框架都处于早期阶段, 并且正在迅速发展, 这将损害你的开发过程并增加业务成本。注意是关键！

但是所有人都说了就做。对于Web框架, Python已准备就绪, 可提供出色的性能。如果你已经考虑迁移很久了, 那么现在就不需要迁移了！ ????

听起来不错？今天掌握Python！