FastAPI + Uvicorn = 블레이징 스피드: The Tech Behind the Hype

What is Uvicorn?

Answer: Uvicorn은 uvloop와 httptools를 기반으로 구축된 매우 빠른 ASGI (Asynchronous Server Gateway Interface) 서버입니다. asyncio를 기반으로 개발된 경량 고효율 웹 서버 프레임워크입니다. Uvicorn은 처음 두 가지 목표를 달성하기 위해 설계되었습니다.

• uvloop와 httptools를 사용하여 매우 빠른 asyncio 서버를 구현합니다.
• ASGI를 기반으로 최소한의 애플리케이션 인터페이스를 구현합니다. 현재 http, websockets, Pub/Sub 브로드캐스트를 지원하며 다른 프로토콜 및 메시지 유형으로 확장할 수 있습니다. 공식 웹사이트: uvicorn (https://uvicorn.org/)

What are uvloop and httptools?

Answer: uvloop는 표준 라이브러리 asyncio에서 이벤트 루프를 대체하는 데 사용됩니다. Cython으로 구현되어 매우 빠르며 asyncio의 속도를 2~4배 향상시킬 수 있습니다. 비동기 코드를 작성하는 데 필수적이므로 asyncio에 익숙하다고 가정합니다. httptools는 Node.js HTTP 파서의 Python 구현입니다.

What is an ASGI server?

Answer: ASGI(Asynchronous Server Gateway Interface)는 네트워크 프로토콜 서비스와 Python 애플리케이션 간의 표준 인터페이스입니다. HTTP, HTTP2 및 WebSocket을 포함한 여러 일반적인 프로토콜 유형을 처리할 수 있습니다. ASGI 프로토콜: https://asgi.readthedocs.io/en/latest/specs/main.html

Briefly introduce Uvicorn

Answer: 현재 Python에는 비동기 게이트웨이 프로토콜 인터페이스가 없습니다. ASGI의 등장은 이러한 격차를 해소합니다. 이제부터는 공통 표준을 사용하여 모든 비동기 프레임워크에 대한 도구를 구현할 수 있습니다. ASGI는 Python이 웹 프레임워크에서 Node.JS 및 Golang과 경쟁하여 고성능 IO 집약적 작업을 달성하는 데 도움이 됩니다. ASGI는 HTTP2와 WebSockets를 지원하지만 WSGI는 지원하지 않습니다. Uvicorn은 현재 HTTP1.1과 WebSocket을 지원하며 HTTP2를 지원할 계획입니다.

Uvicorn Usage

• Installation Run pip install uvicorn

• Create a new example.py file

async def app(scope, receive, send):
    assert scope['type'] == 'http'
    await send({
        'type': 'http.response.start',
       'status': 200,
        'headers': [
            [b'content-type', b'text/plain'],
        ]
    })
    await send({
        'type': 'http.response.body',
        'body': b'Hello, world!',
    })

• Start uvicorn from the command line Run uvicorn example:app

• Start in script form

import uvicorn

async def app(scope, receive, send):
   ...

if __name__ == "__main__":
    uvicorn.run("example:app", host="127.0.0.1", port=8000, log_level="info")

Uvicorn은 여러 명령어를 지원하며, uvicorn --help를 통해 확인할 수 있습니다.

➜  ~ uvicorn --help
Usage: uvicorn [OPTIONS] APP

Options:
  --host TEXT                     Bind socket to this host.  [default:
                                  127.0.0.1]
  --port INTEGER                  Bind socket to this port. If 0, an available
                                  port will be picked.  [default: 8000]
  --uds TEXT                      Bind to a UNIX domain socket.
  --fd INTEGER                    Bind to socket from this file descriptor.
  --reload                        Enable auto-reload.
  --reload-dir PATH               Set reload directories explicitly, instead
                                  of using the current working directory.
  --reload-include TEXT           Set glob patterns to include while watching
                                  for files. Includes '*.py' by default; these
                                  defaults can be overridden with `--reload-
                                  exclude`. This option has no effect unless
                                  watchfiles is installed.
  --reload-exclude TEXT           Set glob patterns to exclude while watching
                                  for files. Includes '.*,.py[cod],.sw.*,
                                  ~*' by default; these defaults can be
                                  overridden with `--reload-include`. This
                                  option has no effect unless watchfiles is
                                  installed.
  --reload-delay FLOAT            Delay between previous and next check if
                                  application needs to be. Defaults to 0.25s.
                                  [default: 0.25]
  --workers INTEGER               Number of worker processes. Defaults to the
                                  $WEB_CONCURRENCY environment variable if
                                  available, or 1. Not valid with --reload.
  --loop [auto|asyncio|uvloop]    Event loop implementation.  [default: auto]
  --http [auto|h11|httptools]     HTTP protocol implementation.  [default:
                                  auto]
  --ws [auto|none|websockets|wsproto]
                                  WebSocket protocol implementation.
                                  [default: auto]
  --ws-max-size INTEGER           WebSocket max size message in bytes
                                  [default: 16777216]
  --ws-max-queue INTEGER          The maximum length of the WebSocket message
                                  queue.  [default: 32]
  --ws-ping-interval FLOAT        WebSocket ping interval in seconds.
                                  [default: 20.0]
  --ws-ping-timeout FLOAT         WebSocket ping timeout in seconds.
                                  [default: 20.0]
  --ws-per-message-deflate BOOLEAN
                                  WebSocket per-message-deflate compression
                                  [default: True]
  --lifespan [auto|on|off]        Lifespan implementation.  [default: auto]
  --interface [auto|asgi3|asgi2|wsgi]
                                  Select ASGI3, ASGI2, or WSGI as the
                                  application interface.  [default: auto]
  --env-file PATH                 Environment configuration file.
  --log-config PATH               Logging configuration file. Supported
                                  formats:.ini,.json,.yaml.
  --log-level [critical|error|warning|info|debug|trace]
                                  Log level. [default: info]
  --access-log / --no-access-log  Enable/Disable access log.
  --use-colors / --no-use-colors  Enable/Disable colorized logging.
  --proxy-headers / --no-proxy-headers
                                  Enable/Disable X-Forwarded-Proto,
                                  X-Forwarded-For, X-Forwarded-Port to
                                  populate remote address info.
  --server-header / --no-server-header
                                  Enable/Disable default Server header.
  --date-header / --no-date-header
                                  Enable/Disable default Date header.
  --forwarded-allow-ips TEXT      Comma separated list of IPs to trust with
                                  proxy headers. Defaults to the
                                  $FORWARDED_ALLOW_IPS environment variable if
                                  available, or '127.0.0.1'.
  --root-path TEXT                Set the ASGI 'root_path' for applications
                                  submounted below a given URL path.
  --limit-concurrency INTEGER     Maximum number of concurrent connections or
                                  tasks to allow, before issuing HTTP 503
                                  responses.
  --backlog INTEGER               Maximum number of connections to hold in
                                  backlog
  --limit-max-requests INTEGER    Maximum number of requests to service before
                                  terminating the process.
  --timeout-keep-alive INTEGER    Close Keep-Alive connections if no new data
                                  is received within this timeout.  [default:
                                  5]
  --timeout-graceful-shutdown INTEGER
                                  Maximum number of seconds to wait for
                                  graceful shutdown.
  --ssl-keyfile TEXT              SSL key file
  --ssl-certfile TEXT             SSL certificate file
  --ssl-keyfile-password TEXT     SSL keyfile password
  --ssl-version INTEGER           SSL version to use (see stdlib ssl module's)
                                  [default: 17]
  --ssl-cert-reqs INTEGER         Whether client certificate is required (see
                                  stdlib ssl module's)  [default: 0]
  --ssl-ca-certs TEXT             CA certificates file
  --ssl-ciphers TEXT              Ciphers to use (see stdlib ssl module's)
                                  [default: TLSv1]
  --header TEXT                   Specify custom default HTTP response headers
                                  as a Name:Value pair
  --version                       Display the uvicorn version and exit.
  --app-dir TEXT                  Look for APP in the specified directory, by
                                  adding this to the PYTHONPATH. Defaults to
                                  the current working directory.
  --h11-max-incomplete-event-size INTEGER
                                  For h11, the maximum number of bytes to
                                  buffer of an incomplete event.
  --factory                       Treat APP as an application factory, i.e. a
                                  () -> <ASGI app> callable.
  --help                          Show this message and exit.
➜  ~

Config and Server Instances

To have better control over the configuration and server lifecycle, use uvicorn.Config and uvicorn.Server:

import uvicorn

async def app(scope, receive, send):
   ...

if __name__ == "__main__":
    config = uvicorn.Config("main:app", port=5000, log_level="info")
    server = uvicorn.Server(config)
    server.run()

If you want to run Uvicorn from an already running asynchronous environment, use uvicorn.Server.serve() instead:

import asyncio
import uvicorn

async def app(scope, receive, send):
   ...

async def main():
    config = uvicorn.Config("main:app", port=5000, log_level="info")
    server = uvicorn.Server(config)
    await server.serve()

if __name__ == "__main__":
    asyncio.run(main())

Starting a FastAPI Project with Uvicorn

import uvicorn
from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

@app.get("/")
async def root():
    return {"message": "Hello World"}

if __name__ == '__main__':
    uvicorn.run(app=app)

Why does FastAPI use Uvicorn?

FastAPI는 현대적인 고성능 웹 프레임워크입니다. Python의 비동기 프로그래밍 기능을 사용하여 웹 애플리케이션의 성능을 향상시킵니다. 반면에 Uvicorn은 uvloop 및 httptools로 구현된 고성능 ASGI 서버로, HTTP 요청을 비동기적으로 처리할 수 있습니다. FastAPI는 Uvicorn이 매우 빠르고 안정적이며 사용하기 쉽기 때문에 Uvicorn을 기본 웹 서버로 사용합니다. 많은 수의 동시 연결을 처리할 때 안정적이고 효율적으로 유지될 수 있습니다. 또한 Uvicorn은 WebSocket 및 HTTP/2와 같은 새로운 기능을 지원하여 FastAPI가 옹호하는 최신 웹 개발 철학과 일치합니다. 따라서 Uvicorn을 FastAPI의 웹 서버로 사용하는 것이 훌륭한 선택입니다.

Leapcell: The Next-Gen Serverless Platform for Web Hosting, Async Tasks, and Redis

마지막으로 FastAPI 서비스를 배포하는 데 가장 적합한 플랫폼인 Leapcell을 소개하겠습니다.

Leapcell에는 다음과 같은 기능이 있습니다.

• 1. Multi-Language Support JavaScript, Python, Go 또는 Rust로 개발하십시오.

• 2. Deploy unlimited projects for free 사용량에 대해서만 지불하십시오. 요청 없음, 요금 없음.

• 3. Unbeatable Cost Efficiency 유휴 요금 없이 사용한 만큼만 지불하십시오. 예: $25는 평균 응답 시간 60ms에서 6.94M 요청을 지원합니다.

• 4. Streamlined Developer Experience 노력 없는 설정을 위한 직관적인 UI. 완전 자동화된 CI/CD 파이프라인 및 GitOps 통합. 실행 가능한 통찰력을 위한 실시간 메트릭 및 로깅.

• 5. Effortless Scalability and High Performance 쉬운 동시성 처리를 위한 자동 크기 조정. 운영 오버헤드가 없으므로 빌드에만 집중하십시오.

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Leapcell Twitter: https://x.com/LeapcellHQ