【第3回】FastAPIチュートリアル: toDoアプリを作ってみよう【認証・ユーザ登録編】

メディア編集部

【第3回】FastAPIチュートリアル: toDoアプリを作ってみよう【認証・ユーザ登録編】

メディア編集部

2019.11.18

IT技術

FastAPI Python

FastAPIチュートリアル: toDoアプリを作ってみよう～第3回～

前回の記事「【第2回】FastAPIチュートリアル: ToDoアプリを作ってみよう【モデル構築編】」の続きです。

今回も、ToDoアプリを作る過程で、FastAPIの使い方を学んでいきましょう！

第1回はこちら

2019.11.14【第1回】FastAPIチュートリアル: ToDoアプリを作ってみよう【環境構築編】FastAPIチュートリアル: toDoアプリを作ってみるFastAPI は、最近注目を集めている WebAPIフレー...

認証

FastAPIでは、HTTP BasicAuth（いわゆるベーシック認証）とOAuth2（オーオース）と呼ばれる認証をサポートしています。

本アプリケーションは、あまり凝ったアプリケーションでもないので、ベーシック認証を利用することにします。

今の時代、「ログインフォームなどを作成してログイン」する形のほうが一般的ではありますが、今回はご容赦ください。

さて、FastAPIでベーシック認証を使用するにあたり、下準備がいくつかあります。

新たにimportするモジュール

controller.py に、以下のモジュールを新しくインポートしてください。

(重複しているものは、適宜無視してください)

1from fastapi import FastAPI, Depends, HTTPException  # new
2from fastapi.security import HTTPBasic, HTTPBasicCredentials  # new
3
4from starlette.templating import Jinja2Templates
5from starlette.requests import Request
6from starlette.status import HTTP_401_UNAUTHORIZED  # new
7
8import db  # new
9from models import User, Task  # new
10
11import hashlib  # new

上から2つは、FastAPIでベーシック認証を使うのに必要なクラスです。

後半の新しく追加したものは、入力された「ユーザ名」や「パスワード」がデータベースにあるものと一致するかを検証するのに使います。

管理者ページのコントローラを修正する

次に、管理者ページのビューを表示する前のコントローラadmin() を修正していきます。

というより、ほとんど変更しますので、上からコピペでも構いません。

1def admin(request: Request, credentials: HTTPBasicCredentials = Depends(security)):
2    # Basic認証で受け取った情報
3    username = credentials.username
4    password = hashlib.md5(credentials.password.encode()).hexdigest()
5
6    # データベースからユーザ名が一致するデータを取得
7    user = db.session.query(User).filter(User.username == username).first()
8    task = db.session.query(Task).filter(Task.user_id == user.id).all() if user is not None else []
9    db.session.close()
10
11    # 該当ユーザがいない場合
12    if user is None or user.password != password:
13        error = 'ユーザ名かパスワードが間違っています'
14        raise HTTPException(
15            status_code=HTTP_401_UNAUTHORIZED,
16            detail=error,
17            headers={"WWW-Authenticate": "Basic"},
18        )
19
20    # 特に問題がなければ管理者ページへ
21    return templates.TemplateResponse('admin.html',
22                                      {'request': request,
23                                       'user': user,
24                                       'task': task})

各処理の詳細はコメントで書いたので、読んでいただければ理解できるかと思います。

SQLAlchemyでは、filter() でSQL構文でいう「WHERE」を扱うことができます。

また、first() で該当クエリを上から1つ、all() ですべてをリスト化して取得できます。

いずれもなければ、None が返ってきます。

確認

では、動作確認をしてみましょう！

うまく動作していそうです！

わざと間違えると、簡単なエラーが返ってくることも確認できました。

ユーザをWeb上で登録できるようにする

現状、ユーザを登録するには、Pythonコードから一つ一つデータベースにコミットしなければなりません。

このままでは、誰もが使えるアプリケーションではないので、Web上からユーザを新たに登録できるようにします。

ルーティング

そうと決まれば新たに「register」という名前で『URL』『コントローラ』『ビュー』を作りましょう。

1# urls.py
2# FastAPIのルーティング用関数
3app.add_api_route('/', index)
4app.add_api_route('/admin', admin)
5app.add_api_route('/register', register, methods=['GET', 'POST'])  # new

今回は、「GETメソッド」と「POSTメソッド」で処理を分けるので、上記のように引数で指定してあげます。

とりあえず、コントローラの処理は後回しにします。

1# controllers.py
2def register(request: Request):
3    if request.method == 'GET':
4        pass
5
6    if request.method == 'POST':
7        pass

ビューも「templates/resiter.html」というファイルを作っておきましょう。

コントローラのGETメソッド処理を書く

つぎに、GETメソッドで受け取ったときの処理を書きます。

しかし、ここでは「単にビューを返すだけ」なので特に面白いことはありません…。

1if request.method is 'GET':
2        return templates.TemplateResponse('register.html',
3                                          {'request': request,
4                                           'username': '',
5                                           'error': []})

これだけです。

ビューを作る

次は、「ビュー」を作りましょう。

必要なのは、データベースに登録するための情報だけなので、それに見合ったフォームを書けばよいだけです！

今回は、「利用規約に同意するチェックボックス」や、「メール認証」などは今回は省きます。

(そんなに難しい実装でもないので、余力のある人は是非実装してみてください)

1{% extends "layout.html" %}
2{% block content %}
3<br>
4<div class="row">
5    <div class="col-md-10">
6        <h1>User Registration</h1>
7    </div>
8    <div class="col-md-2">
9        <a href="/admin" class="btn btn-primary">ログイン</a>
10    </div>
11</div>
12
13<hr>
14<form action="/register" method="post">
15    <br>
16    <p>
17        ユーザ名<br>
18        <input type="text" size="30" maxlength="20" name="username" value="{{username}}" placeholder="4文字以上20文字以下の半角英数字">
19    </p>
20    <br>
21    <p>
22        パスワード<br>
23        <input type="password" size="30" maxlength="20" name="password" placeholder="6文字以上20文字以下の半角英数字">
24    </p>
25    <br>
26    <p>
27        パスワード (確認用)<br>
28        <input type="password" size="30" maxlength="20" name="password_tmp" placeholder="6文字以上20文字以下の半角英数字">
29    </p>
30    <br>
31    <p>
32        メールアドレス<br>
33        <input type="email" size="40" maxlength="60" name="mail" placeholder="sample@example.com">
34    </p>
35    <br><br>
36    <button type="submit" class="btn btn-primary">登録</button>
37</form>
38
39<p class="text-danger">{% for e in error %}{{ e }}<br>{% endfor %}</p>
40
41{% endblock %}

後々のことを考えて、エラー表示する部分も実装しています。

コントローラのPOSTメソッドを書く前に...

ここからが本題です。

先ほど作ったフォームから、POSTとしてデータが渡されました。

これらのデータは、非同期処理として処理されるため、コントローラの関数の先頭にasync をつけます。

そして、フォームデータの受け取り方は以下のように行います。

1async def register(request: Request):
2    if request.method == 'GET':
3        return templates.TemplateResponse('register.html',
4                                          {'request': request})
5
6    if request.method == 'POST':
7        # POSTデータ
8        data = await request.form()
9        username = data.get('username')
10        password = data.get('password')
11        password_tmp = data.get('password_tmp')
12        mail = data.get('mail')

このように、starletteのRequestクラスのform() 関数を使うことで実現できます。

今回は、GETとPOSTの処理を同じURLで兼任しましたが、もしURL(コントローラ)を分ける場合、FastAPIでサポートされているForm() という関数を利用しても実現可能なようです。

そちらが気になる方は、以下の公式ドキュメントを参照してみてください。

【Form Data - FastAPI】
http://fastapi.tiangolo.com/tutorial/request-forms/

POSTメソッド処理を書く

下準備はできたので、実装していきましょう！

まずは、入力されたデータが「正しい」か「否」かを判定します。

そのために、正規表現を使ってみましょう。

新しくcontrollers.pyに、以下の「re」というモジュールをインポートし、各パターンを作ります。

コードを見た方が早いですね。

1# controllers.py
2import re  # new
3pattern = re.compile(r'\w{4,20}')  # 任意の4~20の英数字を示す正規表現
4pattern_pw = re.compile(r'\w{6,20}')  # 任意の6~20の英数字を示す正規表現
5pattern_mail = re.compile(r'^\w+([-+.]\w+)*@\w+([-.]\w+)*\.\w+([-.]\w+)*$')  # e-mailの正規表現

文字列の先頭にr がついているのは、バックスラッシュなどをエスケープしなくても良いようにするためです。

そうしたら、POSTメソッドの処理を書きましょう！

1async def register(request: Request):
2    if request.method == 'GET':
3        return templates.TemplateResponse('register.html',
4                                          {'request': request,
5                                           'username': '',
6                                           'error': []})
7
8    if request.method == 'POST':
9        # POSTデータ
10        data = await request.form()
11        username = data.get('username')
12        password = data.get('password')
13        password_tmp = data.get('password_tmp')
14        mail = data.get('mail')
15
16        # new ここから
17        error = []
18
19        tmp_user = db.session.query(User).filter(User.username == username).first()
20
21        # 怒涛のエラー処理
22        if tmp_user is not None:
23            error.append('同じユーザ名のユーザが存在します。')
24        if password != password_tmp:
25            error.append('入力したパスワードが一致しません。')
26        if pattern.match(username) is None:
27            error.append('ユーザ名は4~20文字の半角英数字にしてください。')
28        if pattern_pw.match(password) is None:
29            error.append('パスワードは6~20文字の半角英数字にしてください。')
30        if pattern_mail.match(mail) is None:
31            error.append('正しくメールアドレスを入力してください。')
32
33        # エラーがあれば登録ページへ戻す
34        if error:
35            return templates.TemplateResponse('register.html',
36                                              {'request': request,
37                                               'username': username,
38                                               'error': error})
39
40        # 問題がなければユーザ登録
41        user = User(username, password, mail)
42        db.session.add(user)
43        db.session.commit()
44        db.session.close()
45
46        return templates.TemplateResponse('complete.html',
47                                          {'request': request,
48                                           'username': username})

コードは大したことをやっていないので、読んでいただくと処理が理解できるかと思います！

登録完了のビューをつくる

最後に、「登録完了の画面」を作成しましょう。

これも、そんなに凝ったものでなくて大丈夫ですが、そのままスムーズにログインに移行できるものが良いですね。

1{% extends "layout.html" %}
2{% block content %}
3<br>
4<div class="row">
5    <div class="col-md-10">
6        <h1>Complete your registration!</h1>
7    </div>
8    <div class="col-md-2">
9        <a href="/" class="btn btn-primary">トップページへ</a>
10    </div>
11</div>
12
13<hr>
14<p>{{ username }}さん。toDo アプリケーションへようこそ。</p>
15<p>早速ログインしてみましょう！</p>
16<br>
17<p><a href="/admin" class="btn btn-primary btn-lg">ログイン</a></p>
18
19
20{% endblock %}

確認

第3回：さいごに

ここで第3回は、終わりです。

今回は、「認証」と「ユーザ登録」について実装をしました。

FastAPIの場合での、シンプルなベーシック認証についてご理解いただけたかと思います。

次回は、管理者ページ（ユーザページ）をもっとToDoアプリケーションらしくしていきます！

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