Ai cũng bảo FastAPI nhanh. Cái tên nói lên tất cả. Nhưng tại sao một framework Python (vốn bị mang tiếng là chậm) lại có thể đạt hiệu năng khủng khiếp đến vậy?

Bài viết này sẽ “mổ xẻ” kiến trúc bên trong của FastAPI để tìm câu trả lời. Chúng ta sẽ nói về ASGI, Uvicorn, Starlette và sức mạnh của AsyncIO.

1. Bí mật nằm ở nền móng: ASGI vs WSGI

Để hiểu tại sao FastAPI nhanh, ta phải nhìn vào cái mà nó thay thế: Flask/Django.

• Flask/Django chạy trên chuẩn WSGI (Web Server Gateway Interface). Đây là chuẩn Đồng bộ (Synchronous). Tức là server xử lý tuần tự: Khách A gọi món -> Chờ nấu xong -> Bưng ra -> Mới đến lượt khách B. Nếu món của khách A nấu lâu, khách B phải chờ dài cổ.
• FastAPI chạy trên chuẩn ASGI (Asynchronous Server Gateway Interface). Đây là chuẩn Bất đồng bộ (Asynchronous). Server nhận order của khách A -> Chuyển xuống bếp -> Quay ra nhận ngay order của khách B. Không ai phải chờ ai.

Chính sự thay đổi từ WSGI sang ASGI đã giải phóng sức mạnh thực sự của Python.

2. Bộ ba “nguyên tử”: Uvicorn – Starlette – FastAPI

FastAPI không đứng một mình. Nó đứng trên vai 2 người khổng lồ:

a. Uvicorn: Máy chủ tia chớp (The Lightning Server)

Uvicorn là một ASGI Server siêu tốc. Nó đóng vai trò như người bảo vệ cửa, nhận các request từ Internet và đẩy vào bên trong. Uvicorn sử dụng uvloop (một vòng lặp sự kiện viết bằng C), giúp nó xử lý kết nối nhanh ngang ngửa với NodeJS và Go.

b. Starlette: Bộ công cụ hạng nặng (The Toolkit)

Starlette là một framework ASGI nhẹ (lighweight). Nó xử lý các vấn đề cốt lõi của Web như Routing (định tuyến), WebSocket, Background Tasks. FastAPI thực chất là một lớp vỏ (wrapper) bọc lấy Starlette, thêm vào các tính năng tiện ích (Data validation, Documentation). -> FastAPI nhanh là nhờ kế thừa tốc độ của Starlette.

c. FastAPI: Người nhạc trưởng tài ba

FastAPI ghép nối sức mạnh của Uvicorn và Starlette, đồng thời tận dụng Pydantic để xử lý dữ liệu cực nhanh (Pydantic viết bằng Rust – ngôn ngữ siêu tốc).

3. Async/Await: Vũ khí bí mật của Python 3

Trước đây, Python xử lý đa nhiệm (concurrency) khá tệ. Nhưng từ Python 3.6+, từ khóa async và await đã thay đổi cuộc chơi.

Ví dụ: Khi API của bạn cần gọi xuống Database (mất 50ms) hoặc gọi sang API khác (mất 200ms).

• Code thường: CPU sẽ ngồi chơi xơi nước trong thời gian chờ đó. Lãng phí tài nguyên.
• Code Async: Trong lúc chờ Database trả lời, CPU sẽ quay sang xử lý request của người khác.

=> Kết quả: Cùng một cấu hình server, FastAPI có thể xử lý số lượng request gấp 5-10 lần so với Flask.

4. Benchmark thực tế

Theo các bài test từ TechEmpower, FastAPI liên tục nằm trong top các framework nhanh nhất thế giới, bỏ xa Flask và Django, và cạnh tranh sòng phẳng với Gin (Go) hay Express (NodeJS).

Kết luận

FastAPI nhanh không phải do phép màu. Nó nhanh vì:

1. Dùng chuẩn ASGI hiện đại thay vì WSGI cũ kỹ.
2. Chạy trên Uvicorn (tốc độ của C).
3. Tận dụng tối đa AsyncIO của Python để không lãng phí tài nguyên.

Nếu bạn đang xây dựng các hệ thống yêu cầu hiệu năng cao (High Performance), FastAPI là sự lựa chọn không thể chối từ.

Học cách tối ưu hiệu năng với FastAPI:

Trong khóa học Python FastAPI Thực Chiến, chúng tôi dành riêng một module để dạy về Async Programming và cách cấu hình Uvicorn để chịu tải hàng nghìn user.