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如何使用ORJSONResponse增强FastAPI应用性能：转换任意类型为JSON

article 2024/11/13 8:48:35

在FastAPI中，ORJSONResponse 是一种自定义响应类型，它使用 orjson 库来提高 JSON 数据的序列化性能。orjson 是一个快速且正确的 Python JSON 库，它支持 dataclass、datetime 和 numpy 等数据类型的序列化。使用 ORJSONResponse 可以提升 API 响应速度，尤其是在处理大量数据时。
在这里插入图片描述

ORJSONResponse 类在 FastAPI 中是用来将响应数据序列化为 JSON 格式并返回给客户端的。它可以处理多种类型的输入数据，包括字典、列表、Pydantic 模型等，并将它们转换为 JSON 格式。然而，并不是所有任意类型的数据都可以被自动序列化为 JSON。可序列化的数据通常包括：

基本数据类型（如整数、浮点数、字符串、布尔值）
列表和元组
字典
Pydantic 模型
datetime 对象
一些特殊的数据类型，如 UUID、date、time 等，只要它们有相应的 JSON 序列化方法。

使用 ORJSONResponse 的方法如下：

首先，需要安装 orjson 库，可以通过 pip install orjson 命令进行安装。
在 FastAPI 应用中，通过导入 ORJSONResponse 并将其作为路径操作装饰器的 response_class 参数来使用。

示例代码如下：

from fastapi import FastAPI
from fastapi.responses import ORJSONResponse

app = FastAPI()

@app.get("/items/", response_class=ORJSONResponse)
async def read_items():
    return [{"item_id": "Foo"}]

在这个例子中，当客户端请求 /items/ 路径时，FastAPI 会使用 ORJSONResponse 来序列化响应数据，并将其发送给客户端。使用 ORJSONResponse 时，响应头中的 Content-Type 将被设置为 application/json，并且这一信息也会被记录在自动生成的 OpenAPI 文档中。

需要注意的是，ORJSONResponse 仅在 FastAPI 中可用，其底层的 Starlette 框架并不支持这一响应类型。此外，ORJSONResponse 是一个较新的功能，可能在某些旧版本的 FastAPI 中不可用。

当然，以下是修改后的示例，包括了如何使用 ORJSONResponse 并展示了预期的输出。

示例 1：基础使用

这个示例展示了如何直接在路由中使用 ORJSONResponse 来返回 JSON 数据。

from fastapi import FastAPI
from fastapi.responses import ORJSONResponse

app = FastAPI()

@app.get("/items/", response_class=ORJSONResponse)
async def read_items():
    return [{"item_id": "Foo"}, {"item_id": "Bar"}]

# 预期输出:
# [
#   {"item_id": "Foo"},
#   {"item_id": "Bar"}
# ]

当客户端访问 /items/ 路径时，将收到一个包含两个项目 ID 的 JSON 响应。

示例 2：结合 Pydantic 模型

这个示例展示了如何结合 Pydantic 模型使用 ORJSONResponse，以确保响应数据的类型验证和文档生成。

from fastapi import FastAPI
from fastapi.responses import ORJSONResponse
from pydantic import BaseModel

app = FastAPI()

class Item(BaseModel):
    item_id: str
    price: float
    tax: float = None

@app.get("/items/", response_class=ORJSONResponse)
async def read_items():
    return Item(item_id="Foo", price=10.5, tax=1.5)

# 预期输出:
# {
#   "item_id": "Foo",
#   "price": 10.5,
#   "tax": 1.5
# }

在这个例子中，Item 是一个 Pydantic 模型，它定义了响应的数据结构。当客户端访问 /items/ 路径时，将收到一个符合 Item 模型的 JSON 响应。

示例 3：自定义响应类

这个示例展示了如何创建一个自定义的响应类，继承自 ORJSONResponse，并使用 orjson 的特定选项来格式化 JSON 输出。

from fastapi import FastAPI, Response
from fastapi.responses import ORJSONResponse
import orjson

app = FastAPI()

class CustomORJSONResponse(ORJSONResponse):
    media_type = "application/json"

    def render(self, content: Any) -> bytes:
        assert orjson is not None, "orjson must be installed"
        return orjson.dumps(content, option=orjson.OPT_INDENT_2)

@app.get("/items/", response_class=CustomORJSONResponse)
async def read_items():
    return [{"item_id": "Foo"}, {"item_id": "Bar"}]

# 预期输出:
# [
#   {
#     "item_id": "Foo"
#   },
#   {
#     "item_id": "Bar"
#   }
# ]
# 注意：输出的 JSON 将被格式化，具有缩进和换行符。

在这个例子中，CustomORJSONResponse 类继承自 ORJSONResponse 并重写了 render 方法，使用 orjson 的 OPT_INDENT_2 选项来美化 JSON 输出。当客户端访问 /items/ 路径时，将收到一个格式化的 JSON 响应。

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