1. FastAPI介绍及定时任务的作用
FastAPI是使用Python编写的现代、快速（高性能）的Web框架。它的主要目的是提供快速的API开发体验，并且提供各种先进的开发功能，如数据验证、依赖注入、异步执行等。在FastAPI中，我们可以使用定时任务来执行后台工作。这些定时任务可以定期执行指定的代码，例如数据库备份、邮件发送、数据清理等。
2. 安装FastAPI和调度库APScheduler
在开始编写定时任务之前，我们需要确保我们已经安装了FastAPI和APScheduler库。
pip install fastapi
pip install APScheduler
3. 编写一个定时任务
在FastAPI中，我们可以使用APScheduler库来编写定时任务。对于一个简单的定时任务，我们只需要定义一个函数，并使用APScheduler的装饰器来指定执行时间。例如：
from fastapi import FastAPI
from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
app = FastAPI()
def job():
print("执行任务")
scheduler = BackgroundScheduler()
scheduler.add_job(job, 'interval', seconds=30)
scheduler.start()
在上面的代码中，我们定义了一个名为“job”的函数，它将在30秒钟后执行，并打印一条消息。我们使用APScheduler的“BackgroundScheduler”类来创建调度器，并使用“add_job”方法来定义我们的作业。该方法的第一个参数是要执行的函数，'interval'参数表示以间隔执行，第三个参数是间隔的秒数。
最后，我们需要启动调度器，以确保定时任务正常运行。我们可以在将FastAPI应用程序启动之前或之后启动调度器。在本例中，我们在定义完调度器后立即启动了它。
4. 将定时任务集成到FastAPI应用程序中
在许多情况下，我们希望在FastAPI应用程序中使用定时任务来执行后台工作。例如，我们可能希望在特定的时间点自动清理数据库。要将定时任务集成到FastAPI应用程序中，我们需要使用FastAPI应用程序的“on_event”装饰器，这个装饰器可以帮助我们在特定的事件发生时执行代码。
4.1. 在FastAPI应用程序启动时启动调度器
在本例中，我们将使用“on_event”装饰器启动调度器，以确保在FastAPI应用程序启动时，我们的定时任务已经开始执行。
from fastapi import FastAPI
from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
app = FastAPI()
def job():
print("执行任务")
scheduler = BackgroundScheduler()
scheduler.add_job(job, 'interval', seconds=30)
@app.on_event("startup")
def start_scheduler():
scheduler.start()
@app.on_event("shutdown")
def shutdown_scheduler():
scheduler.shutdown()
在上面的代码中，我们使用“on_event”装饰器来定义两个事件处理程序。一个事件处理程序“start_scheduler”在FastAPI应用程序启动时启动调度器，并且另外一个事件处理程序“shutdown_scheduler”在FastAPI应用程序停止时停止调度器。
4.2. 在FastAPI应用程序停止时停止调度器
当我们的FastAPI应用程序停止时，我们需要确保定时任务正常停止以避免未预期的行为产生。为此，我们需要使用“on_event”装饰器定义一个事件处理程序，以确保我们在FastAPI应用程序停止时停止调度器。
5. 实现基于时间间隔的定时任务
在FastAPI中，我们可以使用APScheduler库来创建基于时间间隔的定时任务。例如，如果我们希望每30秒清理一次数据库，则可以按照以下方式编写代码：
from fastapi import FastAPI
from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
app = FastAPI()
def clean_database():
print("清理数据库")
scheduler = BackgroundScheduler()
scheduler.add_job(clean_database, 'interval', seconds=30)
@app.on_event("startup")
def start_scheduler():
scheduler.start()
@app.on_event("shutdown")
def shutdown_scheduler():
scheduler.shutdown()
在上面的代码中，我们定义了一个名为“clean_database”的函数，并使用APScheduler的“interval”方法定义了它的时间间隔。这个函数将每隔30秒执行一次，以清理数据库。该函数的代码可以使用SQLAlchemy等ORM库来实现。
6. 实现基于定时器的定时任务
在某些情况下，我们希望设置一个定时器来执行一个任务。例如，我们可能希望在星期五下午2点发送一封电子邮件。在FastAPI中，我们可以使用APScheduler库的“cron”方法来创建基于定时器的定时任务。
from fastapi import FastAPI
from apscheduler.schedulers.background import BackgroundScheduler
app = FastAPI()
def send_email():
print("发送邮件")
scheduler = BackgroundScheduler()
scheduler.add_job(send_email, 'cron', day_of_week='fri', hour='14')
@app.on_event("startup")
def start_scheduler():
scheduler.start()
@app.on_event("shutdown")
def shutdown_scheduler():
scheduler.shutdown()
在上面的代码中，我们定义了一个名为“send_email”的函数，并使用APScheduler的“cron”方法定义了它的执行时间。这个函数将在每个星期五下午2点执行。我们可以在该函数中编写电子邮件发送代码。
总结
在本文中，我们已经介绍了如何在FastAPI中使用定时任务来执行后台工作。我们可以使用APScheduler库来创建基于时间间隔或基于定时器的定时任务，并将它们集成到FastAPI应用程序中。这些定时任务可以根据具体情况，例如：数据库备份、邮件发送等，自动执行指定的代码。使用FastAPI和APScheduler库，实现一个快速、高效的API应用程序和定时任务变得非常简单。