使用FastAPI创建文件上传和下载服务

## 1. 简介

FastAPI是一个基于Python的现代、快速（高性能）的Web框架，用于构建Web API。它基于标准的Python类型提示，实现了自动数据验证和文档生成，使得开发者能够快速构建高效、安全和易于维护的Web应用。

FastAPI的设计理念借鉴了其他流行的框架如Flask和Django，但通过利用Python 3.7+中的新功能，如异步支持和类型提示，使得它更加现代化和高性能。

在本章中，我们将介绍FastAPI框架以及其在创建Web应用中的优势。然后，我们将指导您完成准备工作，包括安装和配置FastAPI以及设置文件上传和下载所需的依赖和中间件。
## 2. 准备工作
在开始使用FastAPI框架之前，我们需要进行一些准备工作。这包括安装和配置FastAPI，以及配置文件上传和下载所需的依赖和中间件。

### 安装和配置FastAPI
首先，我们需要安装FastAPI框架。可以使用以下命令来安装FastAPI：

pip install fastapi

安装完成后，我们可以开始配置FastAPI的基本设置。首先，创建一个新的Python文件，例如`main.py`，并添加以下代码：

from fastapi import FastAPI

app = FastAPI()

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

上述代码中，我们创建了一个FastAPI应用程序，定义了一个根路径的GET请求处理函数。这个函数返回一个简单的JSON响应。

### 配置文件上传和下载所需的依赖和中间件
要实现文件上传和下载功能，我们还需要安装一些额外的依赖和中间件。在终端中，使用以下命令安装这些依赖：

pip install python-multipart uvicorn

`python-multipart`是用于处理以multipart/form-data形式上传的文件的库。`uvicorn`是一个ASGI服务器，用于运行FastAPI应用。

在终端中，使用以下命令来启动FastAPI应用程序：

uvicorn main:app --reload

现在，我们已经完成了FastAPI的安装和配置，可以继续下一步，实现文件上传功能。
### 3. 实现文件上传功能

在这一章节中，我们将会使用FastAPI实现文件上传的功能。首先我们需要定义一个API端点来处理文件上传的请求，并且保存文件到服务器上。然后我们将返回文件上传的结果和文件的相关信息给客户端。

#### 3.1 定义文件上传的API端点

首先，我们需要导入FastAPI的相关模块和依赖：

from fastapi import FastAPI, UploadFile
from fastapi.responses import JSONResponse
from fastapi.middleware.cors import CORSMiddleware
import shutil
import os

接下来，我们需要定义一个路由处理函数，用于接收文件上传的请求：

async def upload_file(file: UploadFile = File(...)):
    # 处理文件上传逻辑
    return {"filename": file.filename}

在路由处理函数中，我们使用`UploadFile`类型的参数来获取上传的文件。然后我们可以在函数体中处理文件上传的逻辑，例如保存文件到指定的目录中。

#### 3.2 处理文件上传的请求和保存文件

在路由处理函数中，我们可以通过`file.filename`属性获取上传文件的文件名。然后我们可以使用`shutil`模块的`copy2`函数来保存文件到指定的目录中：

async def upload_file(file: UploadFile = File(...)):
    # 处理文件上传逻辑
    try:
        # 保存文件到指定目录
        filepath = os.path.join("uploads", file.filename)
        with open(filepath, "wb") as f:
            shutil.copyfileobj(file.file, f)
        return {"filename": file.filename}
    except Exception as e:
        return JSONRe