Serverless — FastAPI Pro: От новичка до архитектора

Serverless с FastAPI

Запуск FastAPI в serverless среде (AWS Lambda, Cloud Functions).

#Что такое Serverless?

Serverless — выполнение кода без управления серверами. Провайдер управляет инфраструктурой, вы платите за время выполнения.

#Преимущества

Нет управления серверами — провайдер управляет
Автомасштабирование — от 0 до тысяч исполнений
Оплата за использование — только за время выполнения
Высокая доступность — встроенная отказоустойчивость

#Недостатки

Cold start — задержка при первом запуске
Ограничения — время выполнения, память, размер
Vendor lock-in — привязка к провайдеру

#AWS Lambda с FastAPI

#Установка Mangum

pip install mangum

#main.py

from fastapi import FastAPI
from mangum import Mangum

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int):
    return {"item_id": item_id}

# Handler для Lambda
handler = Mangum(app)

#serverless.yml

service: fastapi-app

provider:
  name: aws
  runtime: python3.11
  region: us-east-1
  memorySize: 256
  timeout: 30

functions:
  api:
    handler: main.handler
    events:
      - http:
          path: /
          method: ANY
      - http:
          path: /{proxy+}
          method: ANY

plugins:
  - serverless-python-requirements

#Деплой

npm install -g serverless
serverless plugin install -n serverless-python-requirements
serverless deploy

#Google Cloud Functions

#main.py

from fastapi import FastAPI
from functions_framework import http

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

@http
def main(request):
    from mangum import Mangum
    asgi_handler = Mangum(app)
    return asgi_handler(request.scope, request.receive)

#requirements.txt

fastapi
mangum
functions-framework

#Деплой

gcloud functions deploy main \
  --runtime python311 \
  --trigger-http \
  --allow-unauthenticated \
  --entry-point main

#Azure Functions

#function_app.py

import azure.functions as func
from fastapi import FastAPI
from mangum import Mangum

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

asgi_app = Mangum(app)

def main(req: func.HttpRequest) -> func.HttpResponse:
    return asgi_app(req.scope, req.receive)

#Оптимизация cold start

#1. Уменьшение размера пакета

# requirements.txt только с необходимым
fastapi==0.104.1
mangum==0.17.0
pydantic==2.5.0

#2. Provisioned Concurrency (AWS)

functions:
  api:
    handler: main.handler
    provisionedConcurrency: 5  # Держать 5 инстансов тёплыми

#3. Оптимизация импортов

# Ленивые импорты
def get_item(item_id: int):
    from expensive_module import expensive_function
    return expensive_function(item_id)

#API Gateway интеграция

#AWS API Gateway

functions:
  api:
    handler: main.handler
    events:
      - http:
          path: /
          method: ANY
          cors: true
      - http:
          path: /{proxy+}
          method: ANY
          cors: true

#Custom Domain

custom:
  customDomain:
    domainName: api.example.com
    basePath: ''
    stage: ${self:provider.stage}
    createRoute53Record: true

#Переменные окружения

provider:
  environment:
    DATABASE_URL: ${ssm:/prod/database-url}
    SECRET_KEY: ${ssm:/prod/secret-key}

#Локальная разработка

#LocalStack

docker run --rm -it -p 4566:4566 localstack/localstack

#Serverless Offline

serverless plugin install -n serverless-offline
serverless offline

#Мониторинг

#AWS X-Ray

provider:
  tracing:
    apiGateway: true
    lambda: true

#CloudWatch Logs

functions:
  api:
    handler: main.handler
    tags:
      Service: fastapi
      Environment: prod

#Исполняемая лаборатория

Лаборатория «Mangum, Lambda handler, cold start, lifespan="off"» доступна в публичном GitLab. Она проверяет интеграцию FastAPI с AWS Lambda через Mangum, обработку cold start, lifespan="off" для serverless и ограничения по времени выполнения и памяти.

Склонируйте репозиторий и запустите тесты из его корня:

git clone --branch v1.0 --depth 1 https://gitlab.potapov.me/courses/fastapi_pro.git
cd fastapi_pro
uv sync --group test
uv run --group test pytest serverless/tests

#Чеклист serverless

Mangum установлен
Handler настроен
Serverless Framework настроен
Переменные окружения через SSM/Secrets
API Gateway настроен
Мониторинг включен

Serverless с FastAPI

Запуск FastAPI в serverless среде (AWS Lambda, Cloud Functions).

#Что такое Serverless?

#Преимущества

Нет управления серверами — провайдер управляет
Автомасштабирование — от 0 до тысяч исполнений
Оплата за использование — только за время выполнения
Высокая доступность — встроенная отказоустойчивость

#Недостатки

Cold start — задержка при первом запуске
Ограничения — время выполнения, память, размер
Vendor lock-in — привязка к провайдеру

#AWS Lambda с FastAPI

#Установка Mangum

pip install mangum

#main.py

from fastapi import FastAPI
from mangum import Mangum

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

@app.get("/items/{item_id}")
def read_item(item_id: int):
    return {"item_id": item_id}

# Handler для Lambda
handler = Mangum(app)

#serverless.yml

service: fastapi-app

provider:
  name: aws
  runtime: python3.11
  region: us-east-1
  memorySize: 256
  timeout: 30

functions:
  api:
    handler: main.handler
    events:
      - http:
          path: /
          method: ANY
      - http:
          path: /{proxy+}
          method: ANY

plugins:
  - serverless-python-requirements

#Деплой

npm install -g serverless
serverless plugin install -n serverless-python-requirements
serverless deploy

#Google Cloud Functions

#main.py

from fastapi import FastAPI
from functions_framework import http

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

@http
def main(request):
    from mangum import Mangum
    asgi_handler = Mangum(app)
    return asgi_handler(request.scope, request.receive)

#requirements.txt

fastapi
mangum
functions-framework

#Деплой

gcloud functions deploy main \
  --runtime python311 \
  --trigger-http \
  --allow-unauthenticated \
  --entry-point main

#Azure Functions

#function_app.py

import azure.functions as func
from fastapi import FastAPI
from mangum import Mangum

app = FastAPI()

@app.get("/")
def read_root():
    return {"Hello": "World"}

asgi_app = Mangum(app)

def main(req: func.HttpRequest) -> func.HttpResponse:
    return asgi_app(req.scope, req.receive)

#Оптимизация cold start

#1. Уменьшение размера пакета

# requirements.txt только с необходимым
fastapi==0.104.1
mangum==0.17.0
pydantic==2.5.0

#2. Provisioned Concurrency (AWS)

functions:
  api:
    handler: main.handler
    provisionedConcurrency: 5  # Держать 5 инстансов тёплыми

#3. Оптимизация импортов

# Ленивые импорты
def get_item(item_id: int):
    from expensive_module import expensive_function
    return expensive_function(item_id)

#API Gateway интеграция

#AWS API Gateway

functions:
  api:
    handler: main.handler
    events:
      - http:
          path: /
          method: ANY
          cors: true
      - http:
          path: /{proxy+}
          method: ANY
          cors: true

#Custom Domain

custom:
  customDomain:
    domainName: api.example.com
    basePath: ''
    stage: ${self:provider.stage}
    createRoute53Record: true

#Переменные окружения

provider:
  environment:
    DATABASE_URL: ${ssm:/prod/database-url}
    SECRET_KEY: ${ssm:/prod/secret-key}

#Локальная разработка

#LocalStack

docker run --rm -it -p 4566:4566 localstack/localstack

#Serverless Offline

serverless plugin install -n serverless-offline
serverless offline

#Мониторинг

#AWS X-Ray

provider:
  tracing:
    apiGateway: true
    lambda: true

#CloudWatch Logs

functions:
  api:
    handler: main.handler
    tags:
      Service: fastapi
      Environment: prod

#Исполняемая лаборатория

Склонируйте репозиторий и запустите тесты из его корня:

git clone --branch v1.0 --depth 1 https://gitlab.potapov.me/courses/fastapi_pro.git
cd fastapi_pro
uv sync --group test
uv run --group test pytest serverless/tests

#Чеклист serverless

Mangum установлен
Handler настроен
Serverless Framework настроен
Переменные окружения через SSM/Secrets
API Gateway настроен
Мониторинг включен