FastAPI 디자인 패턴 완벽 가이드

FastAPI에서 자주 사용되는 디자인 패턴들을 실제 코드와 함께 알아봅니다. Repository, Dependency Injection, Factory 등 고급 개발자를 위한 실전 패턴을 다룹니다.

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들어가며

이 글에서는 FastAPI 디자인 패턴 완벽 가이드에 대해 상세히 알아보겠습니다. 총 10가지 주요 개념을 다루며, 각각의 개념에 대한 설명과 실제 코드 예제를 함께 제공합니다.

목차

1. Repository_Pattern
2. Dependency_Injection
3. Service_Layer_Pattern
4. Factory_Pattern
5. DTO_Pattern
6. Unit_of_Work_Pattern
7. Middleware_Pattern
8. Strategy_Pattern
9. Observer_Pattern
10. Builder_Pattern

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1. Repository Pattern

개요

데이터 액세스 로직을 비즈니스 로직과 분리하여 유지보수성을 높이는 패턴입니다.

코드 예제

from abc import ABC, abstractmethod

class UserRepository(ABC):
    @abstractmethod
    async def get_by_id(self, user_id: int):
        pass

class SQLUserRepository(UserRepository):
    async def get_by_id(self, user_id: int):
        return {"id": user_id, "name": "John"}

설명

Repository 인터페이스를 정의하고 구체적인 구현체를 분리하여 데이터베이스 변경 시 비즈니스 로직 수정 없이 대응할 수 있습니다.

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2. Dependency Injection

개요

FastAPI의 Depends를 활용하여 의존성을 주입하고 코드 재사용성을 높입니다.

코드 예제

from fastapi import Depends, FastAPI

async def get_db():
    db = Database()
    try:
        yield db
    finally:
        await db.close()

@app.get("/users/{user_id}")
async def get_user(user_id: int, db = Depends(get_db)):
    return await db.fetch_user(user_id)

설명

Depends를 사용하여 데이터베이스 연결을 자동으로 주입하고 요청 후 정리 작업을 수행합니다.

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3. Service Layer Pattern

개요

비즈니스 로직을 서비스 계층으로 분리하여 컨트롤러를 간결하게 유지합니다.

코드 예제

class UserService:
    def __init__(self, repo: UserRepository):
        self.repo = repo

    async def get_user_with_posts(self, user_id: int):
        user = await self.repo.get_by_id(user_id)
        posts = await self.repo.get_user_posts(user_id)
        return {**user, "posts": posts}

설명

복잡한 비즈니스 로직을 서비스 클래스로 캡슐화하여 라우터는 요청/응답 처리만 담당하게 합니다.

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4. Factory Pattern

개요

설정에 따라 다른 구현체를 반환하는 팩토리 패턴으로 유연성을 확보합니다.

코드 예제

def create_repository(db_type: str) -> UserRepository:
    if db_type == "postgres":
        return PostgresUserRepository()
    elif db_type == "mongodb":
        return MongoUserRepository()
    return InMemoryUserRepository()

repo = create_repository(settings.DB_TYPE)

설명

환경 설정에 따라 적절한 Repository 구현체를 생성하여 다양한 데이터베이스를 지원합니다.

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5. DTO Pattern

개요

데이터 전송 객체를 사용하여 API 입출력을 명확하게 정의하고 검증합니다.

코드 예제

from pydantic import BaseModel, EmailStr

class UserCreateDTO(BaseModel):
    email: EmailStr
    password: str
    name: str

class UserResponseDTO(BaseModel):
    id: int
    email: str
    name: str

설명

Pydantic 모델을 활용하여 요청 데이터 검증과 응답 데이터 직렬화를 자동으로 처리합니다.

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6. Unit of Work Pattern

개요

여러 Repository 작업을 하나의 트랜잭션으로 묶어 데이터 일관성을 보장합니다.

코드 예제

class UnitOfWork:
    async def __aenter__(self):
        self.session = await create_session()
        return self

    async def __aexit__(self, *args):
        await self.session.rollback()

    async def commit(self):
        await self.session.commit()

설명

Context manager로 트랜잭션을 관리하여 여러 작업이 모두 성공하거나 모두 실패하도록 보장합니다.

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7. Middleware Pattern

개요

요청/응답 처리 전후에 공통 로직을 실행하는 미들웨어 패턴입니다.

코드 예제

from starlette.middleware.base import BaseHTTPMiddleware

class LoggingMiddleware(BaseHTTPMiddleware):
    async def dispatch(self, request, call_next):
        logger.info(f"Request: {request.method} {request.url}")
        response = await call_next(request)
        logger.info(f"Response: {response.status_code}")
        return response

설명

모든 요청/응답에 대해 로깅, 인증, CORS 등의 공통 처리를 중복 없이 구현할 수 있습니다.

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8. Strategy Pattern

개요

알고리즘을 캡슐화하여 런타임에 동적으로 선택할 수 있게 합니다.

코드 예제

class PaymentStrategy(ABC):
    @abstractmethod
    async def process(self, amount: float): pass

class CreditCardPayment(PaymentStrategy):
    async def process(self, amount: float):
        return f"Charged ${amount} to credit card"

def get_payment(method: str) -> PaymentStrategy:
    return CreditCardPayment() if method == "card" else PayPalPayment()

설명

결제 방식, 알림 채널 등 여러 구현 중 하나를 선택해야 할 때 전략 패턴으로 확장성을 확보합니다.

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9. Observer Pattern

개요

이벤트 발생 시 여러 핸들러에게 자동으로 알림을 전송하는 패턴입니다.

코드 예제

class EventBus:
    def __init__(self):
        self.listeners = {}

    def subscribe(self, event: str, handler):
        self.listeners.setdefault(event, []).append(handler)

    async def publish(self, event: str, data):
        for handler in self.listeners.get(event, []):
            await handler(data)

설명

사용자 생성, 주문 완료 등의 이벤트 발생 시 이메일 발송, 알림 전송 등 여러 작업을 자동으로 트리거합니다.

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10. Builder Pattern

개요

복잡한 객체를 단계적으로 생성하는 빌더 패턴으로 가독성을 높입니다.

코드 예제

class QueryBuilder:
    def __init__(self):
        self.filters = []

    def where(self, field: str, value):
        self.filters.append(f"{field} = {value}")
        return self

    def build(self):
        return " AND ".join(self.filters)

query = QueryBuilder().where("age", 25).where("city", "Seoul").build()

설명

메서드 체이닝으로 복잡한 쿼리나 설정 객체를 직관적으로 생성할 수 있습니다.

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마치며

이번 글에서는 FastAPI 디자인 패턴 완벽 가이드에 대해 알아보았습니다. 총 10가지 개념을 다루었으며, 각각의 사용법과 예제를 살펴보았습니다.

관련 태그

#Python #FastAPI #DesignPatterns #DependencyInjection #Repository