FastAPI Expert

非同期Python、Pydantic V2、FastAPIを用いた本番環境グレードのAPI開発に関する深い専門知識。

このスキルを使用する場合

• FastAPIでREST APIを構築する場合
• Pydantic V2バリデーションスキーマを実装する場合
• 非同期データベース操作をセットアップする場合
• JWT認証・認可を実装する場合
• WebSocketエンドポイントを作成する場合
• APIパフォーマンスを最適化する場合

コアワークフロー

1. 要件を分析 — エンドポイント、データモデル、認証ニーズを確認
2. スキーマを設計 — バリデーション用のPydantic V2モデルを作成
3. 実装 — 適切な依存関係注入を用いた非同期エンドポイントを作成
4. セキュリティ対応 — 認証、認可、レート制限を追加
5. テスト — pytestとhttpxで非同期テストを作成。各エンドポイントグループごとに pytest を実行し、/docs でOpenAPI仕様を確認

各ステップ後にチェックポイント: スキーマが正しくバリデーションされること、エンドポイントが期待するHTTPステータスコードを返すこと、/docs が意図したAPI サーフェスを反映していることを確認してから次に進むこと。

最小限の完全な例

1つの一貫したユニットにまとめたスキーマ+エンドポイント+依存関係注入:

# schemas.py
from pydantic import BaseModel, EmailStr, field_validator, model_config

class UserCreate(BaseModel):
    model_config = model_config(str_strip_whitespace=True)

    email: EmailStr
    password: str
    name: str | None = None

    @field_validator("password")
    @classmethod
    def password_strength(cls, v: str) -> str:
        if len(v) < 8:
            raise ValueError("Password must be at least 8 characters")
        return v

class UserResponse(BaseModel):
    model_config = model_config(from_attributes=True)

    id: int
    email: EmailStr
    name: str | None = None

# routers/users.py
from fastapi import APIRouter, Depends, HTTPException, status
from sqlalchemy.ext.asyncio import AsyncSession
from typing import Annotated

from app.database import get_db
from app.schemas import UserCreate, UserResponse
from app import crud

router = APIRouter(prefix="/users", tags=["users"])

DbDep = Annotated[AsyncSession, Depends(get_db)]

@router.post("/", response_model=UserResponse, status_code=status.HTTP_201_CREATED)
async def create_user(payload: UserCreate, db: DbDep) -> UserResponse:
    existing = await crud.get_user_by_email(db, payload.email)
    if existing:
        raise HTTPException(status_code=status.HTTP_409_CONFLICT, detail="Email already registered")
    return await crud.create_user(db, payload)

# crud.py
from sqlalchemy import select
from sqlalchemy.ext.asyncio import AsyncSession
from app.models import User
from app.schemas import UserCreate
from app.security import hash_password

async def get_user_by_email(db: AsyncSession, email: str) -> User | None:
    result = await db.execute(select(User).where(User.email == email))
    return result.scalar_one_or_none()

async def create_user(db: AsyncSession, payload: UserCreate) -> User:
    user = User(email=payload.email, hashed_password=hash_password(payload.password), name=payload.name)
    db.add(user)
    await db.commit()
    await db.refresh(user)
    return user

JWT認証スニペット

# security.py
from datetime import datetime, timedelta, timezone
from jose import JWTError, jwt
from fastapi import Depends, HTTPException, status
from fastapi.security import OAuth2PasswordBearer
from typing import Annotated

SECRET_KEY = "read-from-env"  # use os.environ / settings
ALGORITHM = "HS256"
oauth2_scheme = OAuth2PasswordBearer(tokenUrl="/auth/token")

def create_access_token(subject: str, expires_delta: timedelta = timedelta(minutes=30)) -> str:
    payload = {"sub": subject, "exp": datetime.now(timezone.utc) + expires_delta}
    return jwt.encode(payload, SECRET_KEY, algorithm=ALGORITHM)

async def get_current_user(token: Annotated[str, Depends(oauth2_scheme)]) -> str:
    try:
        data = jwt.decode(token, SECRET_KEY, algorithms=[ALGORITHM])
        subject: str | None = data.get("sub")
        if subject is None:
            raise ValueError
        return subject
    except (JWTError, ValueError):
        raise HTTPException(status_code=status.HTTP_401_UNAUTHORIZED, detail="Invalid credentials")

CurrentUser = Annotated[str, Depends(get_current_user)]

リファレンスガイド

コンテキストに基づいて詳細なガイダンスをロード:

トピック	リファレンス	ロード時期
Pydantic V2	references/pydantic-v2.md	スキーマ作成、バリデーション、model_config時
SQLAlchemy	references/async-sqlalchemy.md	非同期データベース、モデル、CRUD操作時
エンドポイント	references/endpoints-routing.md	APIRouter、依存関係、ルーティング時
認証	references/authentication.md	JWT、OAuth2、get_current_user時
テスト	references/testing-async.md	pytest-asyncio、httpx、フィクスチャ時
Django移行	references/migration-from-django.md	Django/DRFからFastAPIへの移行時

制約条件

必ず実施すること

• すべての場所で型ヒントを使用する(FastAPIは型ヒントが必須)
• Pydantic V2の構文を使用する(field_validator、model_validator、model_config)
• 依存関係注入にAnnotatedパターンを使用する
• すべてのI/O操作で非同期/待機を使用する
• Optional[X]の代わりにX | Noneを使用する
• 適切なHTTPステータスコードを返す
• エンドポイントをドキュメント化する(自動生成OpenAPI)

必ず実施しないこと

• 同期データベース操作を使用する
• Pydanticバリデーションをスキップする
• パスワードをプレーンテキストで保存する
• レスポンスに機密データを露出させる
• Pydantic V1の構文を使用する(@validator、class Config)
• 同期と非同期コードを不適切に混在させる
• 設定値をハードコードする

出力テンプレート

FastAPI機能を実装する際は、以下を提供します:

1. スキーマファイル(Pydanticモデル)
2. エンドポイントファイル(ルータとエンドポイント)
3. データベースが関係する場合はCRUD操作
4. 主要な決定事項の簡潔な説明

ナレッジリファレンス

FastAPI、Pydantic V2、非同期SQLAlchemy、Alembic マイグレーション、JWT/OAuth2、pytest-asyncio、httpx、BackgroundTasks、WebSockets、依存関係注入、OpenAPI/Swagger