FastAPI로 배우는 백엔드 프로그래밍 with 클린 아키텍처
모던 파이썬 웹 프레임워크 FastAPI로 TIL 앱 구축하기
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현대적이며 빠르고 쉬운 FastAPI 사용법
파이썬 기반의 FastAPI는 플라스크보다 API 생성이 쉽고, 장고보다 가볍다. 이 책은 FastAPI를 활용해 백엔드 소프트웨어를 클린 아키텍처로 작성하는 법을 안내한다. 클린 아키텍처는 계층이 많아짐에 따라 코드의 양 또한 늘어나지만, 계층을 나누기 편한 FastAPI는 클린 아키텍처를 적용하기에 적합한 웹 프레임워크다. TIL 앱을 만들기 위해 먼저 FastAPI와 클린 아키텍처의 개념과 기능을 알아본 후 회원 가입, DI 도입, CRUD 기능, JWT, 환경변수 설정, 클린 아키텍처 계층 구현, 테스트 작성 등 한 단계씩 나아간다. 클린 아키텍처를 적용하는 과정을 통해 FastAPI라는 강력한 무기를 얻게 될 것이다.
파이썬 기반의 FastAPI는 플라스크보다 API 생성이 쉽고, 장고보다 가볍다. 이 책은 FastAPI를 활용해 백엔드 소프트웨어를 클린 아키텍처로 작성하는 법을 안내한다. 클린 아키텍처는 계층이 많아짐에 따라 코드의 양 또한 늘어나지만, 계층을 나누기 편한 FastAPI는 클린 아키텍처를 적용하기에 적합한 웹 프레임워크다. TIL 앱을 만들기 위해 먼저 FastAPI와 클린 아키텍처의 개념과 기능을 알아본 후 회원 가입, DI 도입, CRUD 기능, JWT, 환경변수 설정, 클린 아키텍처 계층 구현, 테스트 작성 등 한 단계씩 나아간다. 클린 아키텍처를 적용하는 과정을 통해 FastAPI라는 강력한 무기를 얻게 될 것이다.
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출판사 리뷰
출판사 리뷰
FastAPI와 클린 아키텍처로 스파게티 코드 없애기
2024년 스택 오버플로에서 실시한 '웹 프레임워크 및 기술' 항목에서 FastAPI가 14위에 올랐다. 파이썬 웹 프레임워크 중에서는 플라스크, 장고의 뒤를 이어 3위를 기록하며, 2018년 첫 등장 이후 플라스크와 장고의 뒤를 빠르게 추격하고 있다. 또한 아직 버전 1이 정식 출시되지 않았음에도 뛰어난 성능과 직관적인 사용법 등 수많은 장점을 가지고 있어 넷플릭스, 우버, 시스코 시스템즈 등 많은 기업에서 채택하고 있다.
FastAPI는 공식 문서가 이미 매우 잘 정리되어 있어, 이 책은 FastAPI를 활용한 소프트웨어 구조 설계와 이를 통해 유지보수성과 확장성을 극대화하는 클린 아키텍처에 중점을 둔다. 오늘날 백엔드 개발에서 가장 중요한 요소 중 하나는 효율적이고 확장 가능한 아키텍처다. '제대로 된' 아키텍처가 없는 시스템은 스파게티 코드와 큰 진흙덩어리와 다를 바 없다. 12장으로 구성된 이 책은 FastAPI의 강력한 기능을 바탕으로 클린 아키텍처를 적용해 유지보수가 용이하고 안정적인 시스템을 만드는 방법을 제시한다.
1장에서는 FastAPI의 특징과 포어트리를 통한 개발 환경의 구축 방법, 책에서 만들 TIL 앱 구조를 간단히 살펴본다. 2장에서는 도메인, 애플리케이션, 인터페이스, 인프라 계층으로 나누어 클린 아키텍처를 알아본다. 3장에서는 TIL 앱 서비스의 핵심 기능 중 하나인 회원 가입을 FastAPI로 구현하면서 클린 아키텍처를 적용한다.
4장에서는 3장에서 구현한 회원 가입 기능에 의존성 주입을 도입하고, 5장에서는 파이단틱을 활용해 유저 정보를 조회, 수정 삭제하는 API를 완성한다. 6장에서는 FastAPI에서 동시성을 처리하기 위한 방법의 하나인 비동기 처리를 수행하는 예를 살펴본다. 7장에서는 TIL 서비스에 가입한 유저가 로그인하는 기능을 만들어보면서, 인증/인가에 가장 많이 사용되는 JWT에 대해 알아보고 적용한다.
8장에서는 코드 내에 하드 코딩돼 있는 값들을 환경변수로 관리하는 작업을, 9장에서는 TIL 서비스의 기능을 확장해 유저가 작성한 게시물(노트) 리소스를 다루는 예를 알아본다. 10장에서는 FastAPI로 서버를 개발할 때 적용할 수 있는 백그라운드 작업 방식을, 11장에서는 미들웨어 활용 방법을 다룬다. 마지막으로 12장에서는 반복적인 테스트를 쉽게 할 수 있고, 안전한 시스템을 구축할 수 있도록 작성한 코드에 대해 테스트 코드를 작성한다.
이 책은 FastAPI와 클린 아키텍처를 통해 단순한 기능 구현을 넘어, 더 나은 소프트웨어 설계 방법을 고민하는 개발자들에게 유용한 가이드다. 특히 빠르게 변화하는 웹 개발 환경에서 안정적이고 확장 가능한 백엔드 시스템을 구축하고자 하는 개발자들에게 실질적인 도움을 줄 것이다.
주요 내용
● FastAPI와 클린 아키텍처의 개념과 기능
● 파이단틱을 이용한 유효성 검사
● DI 방식과 적용 방법
● 인증/인가를 위한 JWT 활용
● 셀러리를 이용한 비동기 처리
● HTTP 요청과 응답이 쉬워지는 미들웨어 사용법
● 계층별로 단위 테스트 적용하는 법
2024년 스택 오버플로에서 실시한 '웹 프레임워크 및 기술' 항목에서 FastAPI가 14위에 올랐다. 파이썬 웹 프레임워크 중에서는 플라스크, 장고의 뒤를 이어 3위를 기록하며, 2018년 첫 등장 이후 플라스크와 장고의 뒤를 빠르게 추격하고 있다. 또한 아직 버전 1이 정식 출시되지 않았음에도 뛰어난 성능과 직관적인 사용법 등 수많은 장점을 가지고 있어 넷플릭스, 우버, 시스코 시스템즈 등 많은 기업에서 채택하고 있다.
FastAPI는 공식 문서가 이미 매우 잘 정리되어 있어, 이 책은 FastAPI를 활용한 소프트웨어 구조 설계와 이를 통해 유지보수성과 확장성을 극대화하는 클린 아키텍처에 중점을 둔다. 오늘날 백엔드 개발에서 가장 중요한 요소 중 하나는 효율적이고 확장 가능한 아키텍처다. '제대로 된' 아키텍처가 없는 시스템은 스파게티 코드와 큰 진흙덩어리와 다를 바 없다. 12장으로 구성된 이 책은 FastAPI의 강력한 기능을 바탕으로 클린 아키텍처를 적용해 유지보수가 용이하고 안정적인 시스템을 만드는 방법을 제시한다.
1장에서는 FastAPI의 특징과 포어트리를 통한 개발 환경의 구축 방법, 책에서 만들 TIL 앱 구조를 간단히 살펴본다. 2장에서는 도메인, 애플리케이션, 인터페이스, 인프라 계층으로 나누어 클린 아키텍처를 알아본다. 3장에서는 TIL 앱 서비스의 핵심 기능 중 하나인 회원 가입을 FastAPI로 구현하면서 클린 아키텍처를 적용한다.
4장에서는 3장에서 구현한 회원 가입 기능에 의존성 주입을 도입하고, 5장에서는 파이단틱을 활용해 유저 정보를 조회, 수정 삭제하는 API를 완성한다. 6장에서는 FastAPI에서 동시성을 처리하기 위한 방법의 하나인 비동기 처리를 수행하는 예를 살펴본다. 7장에서는 TIL 서비스에 가입한 유저가 로그인하는 기능을 만들어보면서, 인증/인가에 가장 많이 사용되는 JWT에 대해 알아보고 적용한다.
8장에서는 코드 내에 하드 코딩돼 있는 값들을 환경변수로 관리하는 작업을, 9장에서는 TIL 서비스의 기능을 확장해 유저가 작성한 게시물(노트) 리소스를 다루는 예를 알아본다. 10장에서는 FastAPI로 서버를 개발할 때 적용할 수 있는 백그라운드 작업 방식을, 11장에서는 미들웨어 활용 방법을 다룬다. 마지막으로 12장에서는 반복적인 테스트를 쉽게 할 수 있고, 안전한 시스템을 구축할 수 있도록 작성한 코드에 대해 테스트 코드를 작성한다.
이 책은 FastAPI와 클린 아키텍처를 통해 단순한 기능 구현을 넘어, 더 나은 소프트웨어 설계 방법을 고민하는 개발자들에게 유용한 가이드다. 특히 빠르게 변화하는 웹 개발 환경에서 안정적이고 확장 가능한 백엔드 시스템을 구축하고자 하는 개발자들에게 실질적인 도움을 줄 것이다.
주요 내용
● FastAPI와 클린 아키텍처의 개념과 기능
● 파이단틱을 이용한 유효성 검사
● DI 방식과 적용 방법
● 인증/인가를 위한 JWT 활용
● 셀러리를 이용한 비동기 처리
● HTTP 요청과 응답이 쉬워지는 미들웨어 사용법
● 계층별로 단위 테스트 적용하는 법
목차
목차
베타리더 후기 ix
시작하며 xii
이 책에 대하여 xiv
CHAPTER 1 FastAPI 개발 환경 구축 1
1.1 FastAPI 소개 1
1.2 포어트리를 이용한 가상 환경과 의존성 관리 5
1.3 Hello, FastAPI 10
1.4 API 문서화 14
1.5 데이터베이스 설정 19
1.6 책에서 만들 애플리케이션: TIL 22
1.7 마무리 23
CHAPTER 2 클린 아키텍처 25
2.1 아키텍처가 필요한 이유 25
2.2 분할 정복 29
2.3 클린 아키텍처의 주요 4계층 30
__2.3.1 도메인(엔티티) 계층 32
__2.3.2 애플리케이션(유스 케이스) 계층 33
__2.3.3 인터페이스(인터페이스 어댑터) 계층 34
__2.3.4 인프라스트럭처(프레임워크 및 드라이버) 계층 35
2.4 의존관계 역전 원칙 36
2.5 마무리 37
CHAPTER 3 회원 가입 39
3.1 User 도메인 39
3.2 회원 가입 유스 케이스 41
__3.2.1 ULID 41
__3.2.2 유저 저장 42
__3.2.3 중복 유저 검사 44
__3.2.4 패스워드 암호화 45
3.3 회원 가입 인터페이스 47
__3.3.1 API 라우터 47
__3.3.2 파이단틱을 이용한 유효성 검사 48
__3.3.3 유효성 검사 오류의 상태 코드를 400 Bad Request로 변경하기 50
__3.3.4 유저 생성 유스 케이스 호출 52
__3.3.5 클래스 기반 라우터 53
3.4 회원 정보 영속화 54
__3.4.1 SQLAlchemy ORM 적용 54
__3.4.2 Alembic으로 테이블 생성 및 리비전 관리 56
__3.4.3 UserRepository 구현 62
3.5 마무리 65
CHAPTER 4 의존성 주입 67
4.1 Depends 68
4.2 dependency-injector 69
4.3 마무리 74
CHAPTER 5 회원 리소스의 CRUD 기능 완성 75
5.1 유저 메모 속성 추가 75
5.2 유저 정보 업데이트 78
5.3 유저 목록 조회 82
__5.3.1 테스트용 유저 데이터 생성 82
__5.3.2 유저 목록 조회 82
__5.3.3 페이징 84
5.4 회원 탈퇴(유저 삭제) 88
5.5 파이단틱 유효성 검사 91
__5.5.1 요청 파라미터/본문 검사 91
__5.5.2 파이단틱 응답 모델 95
5.6 마무리 97
CHAPTER 6 비동기 프로그래밍 99
6.1 파이썬에서 동시성을 처리하는 방법 99
6.2 FastAPI의 비동기 처리 101
6.3 비동기 적용 기준 104
6.4 마무리 105
CHAPTER 7 로그인 107
7.1 JWT 107
__7.1.1 헤더 109
__7.1.2 페이로드 110
__7.1.3 시그니처 111
7.2 로그인 112
7.3 JWT 인증/인가 116
__7.3.1 토큰에 역할 추가 116
__7.3.2 일반 유저용 API 인증/인가 118
__7.3.3 어드민용 API 인증/인가 121
7.4 마무리 124
CHAPTER 8 환경변수 125
8.1 dotenv 126
8.2 config.py: 환경변수 관리 모듈 127
8.3 환경변수 적용 128
8.4 마무리 130
CHAPTER 9 TIL Note 131
9.1 도메인 계층 구현 132
9.2 애플리케이션 계층 구현 134
9.3 인터페이스 계층 구현 139
__9.3.1 노트 생성 140
__9.3.2 노트 목록 조회/노트 상세 조회 141
__9.3.3 노트 업데이트 143
__9.3.4 노트 삭제 144
__9.3.5 태그 이름으로 노트 검색 144
9.4 인프라 계층 구현 145
__9.4.1 Note, Tag 테이블 모델링 145
__9.4.2 테이블 마이그레이션 147
__9.4.3 노트 저장소: 노트 조회 150
__9.4.4 노트 저장소: 노트 생성 152
__9.4.5 노트 저장소: 노트 업데이트 153
__9.4.6 노트 저장소: 노트 삭제 154
__9.4.7 노트 저장소: 태그명으로 노트 조회 155
9.5 마무리 156
CHAPTER 10 백그라운드 작업: 환영 이메일 발송 157
10.1 BackgroundTasks 158
__10.1.1 BackgroundTasks란? 158
__10.1.2 BackgroundTasks로 이메일 전송 160
10.2 셀러리 166
__10.2.1 셀러리란? 166
__10.2.2 셀러리 환경 설정 169
__10.2.3 셀러리 태스크 수행 예시 171
__10.2.4 셀러리로 이메일 전송 176
10.3 마무리 178
CHAPTER 11 미들웨어 179
11.1 미들웨어 예시 181
11.2 콘텍스트 변수 183
11.3 유저 활동을 추적하는 로깅 186
__11.3.1 유저 정보를 콘텍스트 변수로 저장하는 미들웨어 186
__11.3.2 커스텀 로거 188
__11.3.3 유저 ID가 포함된 로그 출력 190
11.4 마무리 191
CHAPTER 12 테스팅 193
12.1 도메인 계층 테스트 194
12.2 애플리케이션 계층 테스트 196
__12.2.1 테스트 더블 197
__12.2.2 유저 생성 유스 케이스 테스트 198
12.3 인터페이스 계층 테스트 204
12.4 인프라 계층 테스트 206
12.5 마무리 209
찾아보기 212
시작하며 xii
이 책에 대하여 xiv
CHAPTER 1 FastAPI 개발 환경 구축 1
1.1 FastAPI 소개 1
1.2 포어트리를 이용한 가상 환경과 의존성 관리 5
1.3 Hello, FastAPI 10
1.4 API 문서화 14
1.5 데이터베이스 설정 19
1.6 책에서 만들 애플리케이션: TIL 22
1.7 마무리 23
CHAPTER 2 클린 아키텍처 25
2.1 아키텍처가 필요한 이유 25
2.2 분할 정복 29
2.3 클린 아키텍처의 주요 4계층 30
__2.3.1 도메인(엔티티) 계층 32
__2.3.2 애플리케이션(유스 케이스) 계층 33
__2.3.3 인터페이스(인터페이스 어댑터) 계층 34
__2.3.4 인프라스트럭처(프레임워크 및 드라이버) 계층 35
2.4 의존관계 역전 원칙 36
2.5 마무리 37
CHAPTER 3 회원 가입 39
3.1 User 도메인 39
3.2 회원 가입 유스 케이스 41
__3.2.1 ULID 41
__3.2.2 유저 저장 42
__3.2.3 중복 유저 검사 44
__3.2.4 패스워드 암호화 45
3.3 회원 가입 인터페이스 47
__3.3.1 API 라우터 47
__3.3.2 파이단틱을 이용한 유효성 검사 48
__3.3.3 유효성 검사 오류의 상태 코드를 400 Bad Request로 변경하기 50
__3.3.4 유저 생성 유스 케이스 호출 52
__3.3.5 클래스 기반 라우터 53
3.4 회원 정보 영속화 54
__3.4.1 SQLAlchemy ORM 적용 54
__3.4.2 Alembic으로 테이블 생성 및 리비전 관리 56
__3.4.3 UserRepository 구현 62
3.5 마무리 65
CHAPTER 4 의존성 주입 67
4.1 Depends 68
4.2 dependency-injector 69
4.3 마무리 74
CHAPTER 5 회원 리소스의 CRUD 기능 완성 75
5.1 유저 메모 속성 추가 75
5.2 유저 정보 업데이트 78
5.3 유저 목록 조회 82
__5.3.1 테스트용 유저 데이터 생성 82
__5.3.2 유저 목록 조회 82
__5.3.3 페이징 84
5.4 회원 탈퇴(유저 삭제) 88
5.5 파이단틱 유효성 검사 91
__5.5.1 요청 파라미터/본문 검사 91
__5.5.2 파이단틱 응답 모델 95
5.6 마무리 97
CHAPTER 6 비동기 프로그래밍 99
6.1 파이썬에서 동시성을 처리하는 방법 99
6.2 FastAPI의 비동기 처리 101
6.3 비동기 적용 기준 104
6.4 마무리 105
CHAPTER 7 로그인 107
7.1 JWT 107
__7.1.1 헤더 109
__7.1.2 페이로드 110
__7.1.3 시그니처 111
7.2 로그인 112
7.3 JWT 인증/인가 116
__7.3.1 토큰에 역할 추가 116
__7.3.2 일반 유저용 API 인증/인가 118
__7.3.3 어드민용 API 인증/인가 121
7.4 마무리 124
CHAPTER 8 환경변수 125
8.1 dotenv 126
8.2 config.py: 환경변수 관리 모듈 127
8.3 환경변수 적용 128
8.4 마무리 130
CHAPTER 9 TIL Note 131
9.1 도메인 계층 구현 132
9.2 애플리케이션 계층 구현 134
9.3 인터페이스 계층 구현 139
__9.3.1 노트 생성 140
__9.3.2 노트 목록 조회/노트 상세 조회 141
__9.3.3 노트 업데이트 143
__9.3.4 노트 삭제 144
__9.3.5 태그 이름으로 노트 검색 144
9.4 인프라 계층 구현 145
__9.4.1 Note, Tag 테이블 모델링 145
__9.4.2 테이블 마이그레이션 147
__9.4.3 노트 저장소: 노트 조회 150
__9.4.4 노트 저장소: 노트 생성 152
__9.4.5 노트 저장소: 노트 업데이트 153
__9.4.6 노트 저장소: 노트 삭제 154
__9.4.7 노트 저장소: 태그명으로 노트 조회 155
9.5 마무리 156
CHAPTER 10 백그라운드 작업: 환영 이메일 발송 157
10.1 BackgroundTasks 158
__10.1.1 BackgroundTasks란? 158
__10.1.2 BackgroundTasks로 이메일 전송 160
10.2 셀러리 166
__10.2.1 셀러리란? 166
__10.2.2 셀러리 환경 설정 169
__10.2.3 셀러리 태스크 수행 예시 171
__10.2.4 셀러리로 이메일 전송 176
10.3 마무리 178
CHAPTER 11 미들웨어 179
11.1 미들웨어 예시 181
11.2 콘텍스트 변수 183
11.3 유저 활동을 추적하는 로깅 186
__11.3.1 유저 정보를 콘텍스트 변수로 저장하는 미들웨어 186
__11.3.2 커스텀 로거 188
__11.3.3 유저 ID가 포함된 로그 출력 190
11.4 마무리 191
CHAPTER 12 테스팅 193
12.1 도메인 계층 테스트 194
12.2 애플리케이션 계층 테스트 196
__12.2.1 테스트 더블 197
__12.2.2 유저 생성 유스 케이스 테스트 198
12.3 인터페이스 계층 테스트 204
12.4 인프라 계층 테스트 206
12.5 마무리 209
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저자
저자
한용재
LG전자 MC사업부에서 휴대폰에 탑재되는 소프트웨어를 오랜 기간 만들었고, 토스인컴과 모두싸인에서 백엔드 엔지니어로 활동하다가 현재는 비긴트의 대표를 맡고 있다. 모토는 일신우일신(日新又日新)이고, 영화와 교양 과학 서적을 좋아한다. 《NestJS로 배우는 백엔드 프로그래밍》(2022, 제이펍)을 집필했고, 《처음 시작하는 FastAPI》(한빛미디어, 2024), 《이펙티브 소프트웨어 테스팅》(2023, 제이펍)을 번역했다.
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