FastAPI ではリクエストのライフサイクルはどのように動作しますか？

Question

IT Interview Practice · Accepted Answer

FastAPI は **ASGI** 上で動作するため、リクエストは非同期パイプラインを通過します。ASGI サーバーがリクエストを受け取り、middleware がそれをラップし、router が path をマッチさせ、**依存関係が解決され**、あなたの path operation が実行され、戻り値が response にシリアライズされます。

## ステージ

```
uvicorn (ASGI server)
   │  scope + receive/send
   ▼
ASGI / Starlette middleware  ── (CORS, GZip, custom)
   ▼
Routing  ── method + path をマッチ → path operation
   ▼
Dependencies (Depends)  ── sub-deps の解決, security, yield-setup
   ▼
Path operation function  ── あなたの handler が実行される
   ▼
Response model  ── 検証 + JSON へシリアライズ
   ▼
Background tasks  ── response 送信後に実行
   ▼
Response ──▶ client
```

1. **ASGI サーバー**（uvicorn/hypercorn）が接続を受け付け、`scope` と `receive`/`send` の callable を app に渡します。
2. **Middleware** は入り口では外側から内側へ、出口では内側から外側へ実行されます（`BaseHTTPMiddleware` または純粋な ASGI middleware）。CORS、GZip、カスタムのタイミング計測はここにあります。
3. **Routing** は HTTP メソッド + path を path operation にマッチさせます。path/query/body のパラメータは **Pydantic** によって抽出・検証されます。
4. **Dependency injection** — `Depends(...)` は各依存関係（DB session、現在のユーザー、settings）を解決し、リクエスト内でキャッシュします。`yield` を持つ依存関係は、handler の前に setup を、後に teardown を実行します。
5. **Path operation** — あなたの `async def`（または threadpool で実行される `def`）がビジネスロジックを実行します。
6. **Response** — 戻り値は宣言された `response_model` に強制変換され、検証され、JSON へシリアライズされます。status code と header が適用されます。
7. **Background tasks** は `BackgroundTasks` を通じて登録され、response 送信の*後*に実行されます。

```python
from fastapi import FastAPI, Depends, Request

app = FastAPI()

@app.middleware("http")
async def timing(request: Request, call_next):   # 2. middleware
    response = await call_next(request)
    response.headers["X-Time"] = "..."
    return response

async def get_db():                               # 4. dependency (yield)
    db = Session()
    try:
        yield db
    finally:
        db.close()

@app.get("/items/{id}")                           # 3. routing
async def read_item(id: int, db=Depends(get_db)): # 5. handler
    return db.get(Item, id)                        # 6. response_model 経由でシリアライズ
```

例外は **exception handler**（`@app.exception_handler(...)` / `HTTPException`）によって捕捉され、リクエストをクラッシュさせる代わりに response へ変換されます。

## なぜ重要なのか

リクエストライフサイクルは、FastAPI の目玉機能が実際に起こる場所です。async I/O、Pydantic による検証、dependency injection はすべて特定のステージにフックします。順序 — middleware、次に routing、次に依存関係、次に handler、次にシリアライズ — を知っていれば、横断的なロジックを正しい場所に置き（auth は依存関係として、タイミング計測は middleware として、クリーンアップは `yield` 依存関係で）、なぜ検証や auth のエラーがあなたのコードの実行前に発生するのかをデバッグでき、async handler 内で event loop をブロックするのを避けられます。

ステージ

なぜ重要なのか

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