Leapcell: 日本No.1 Webサービスデプロイ基盤。

前の記事では、スクラッチから始め、FastAPIを使用してフォーラムのプロトタイプを迅速に構築しました。機能は基本的でしたが、投稿とスレッドの表示というフォーラムのコア機能はすでに備わっていました。

このプロトタイプには、1つの重大な問題があります。インメモリデータベースとしてPythonリストを使用しました。これは、サーバーが再起動するたびに、ユーザーが公開したすべての投稿が消えてしまうことを意味します。

この問題を解決するために、この記事では、フォーラムに実際のデータベースであるPostgreSQLを導入し、SQLAlchemy ORMを介して操作することで、永続的なデータストレージを実現します。

始めましょう！

PostgreSQLの準備

チュートリアルを開始する前に、PostgreSQLデータベースを準備しておく必要があります。ローカルにインストールすることもできます。手順は公式PostgreSQLウェブサイトにあります。

より簡単な代替案として、Leapcellを使用して、ワンクリックで無料のオンラインデータベースを取得できます。

ウェブサイトでアカウントを登録した後、「データベースの作成」をクリックします。

データベース名を入力し、デプロイリージョンを選択すると、PostgreSQLデータベースが作成できます。

表示される新しいページで、データベースに接続するために必要な情報が表示されます。下部にはコントロールパネルがあり、ウェブページ上で直接データベースを読み取ったり変更したりできます。

この接続情報を使用すると、追加のローカル構成なしで、さまざまなツールからデータベースに直接アクセスできます。

ステップ1：新しい依存関係のインストール

PythonがPostgreSQLと通信できるようにするには、いくつかの新しいライブラリが必要です。仮想環境がアクティブであることを確認し、次のコマンドを実行します。

pip install "sqlalchemy[asyncio]" "psycopg[binary]"

sqlalchemyはPythonエコシステムで最も人気のあるオブジェクトリレーショナルマッパー（ORM）ツールです。これにより、煩雑なSQLステートメントを作成する代わりに、Pythonコードを使用してデータベースを操作できます。 psycopg[binary]は、PostgreSQLとPythonを接続するために使用されます。SQLAlchemyはこれを使用してデータベースと通信します。

ステップ2：データベース接続の確立

データベース接続関連の設定をすべて処理するために、database.pyという新しいファイルを作成します。

database.py

from sqlalchemy.ext.asyncio import create_async_engine, async_sessionmaker
from sqlalchemy.orm import DeclarativeBase

# 1. Database URL
# Format: "postgresql+psycopg://<user>:<password>@<host>:<port>/<dbname>"
DATABASE_URL = "postgresql+psycopg://your_user:your_password@localhost/fastapi_forum_db"

# 2. Create the database engine
engine = create_async_engine(DATABASE_URL)
SessionLocal = async_sessionmaker(autocommit=False, autoflush=False, bind=engine)

# 3. Create a Base class
# Our ORM models will inherit from this class later
class Base(DeclarativeBase):
    pass

create_async_engineは、データベースとの通信のコアとなるSQLAlchemyエンジンを作成します。
SessionLocalは、データベース操作（作成、読み取り、更新、削除）を実行するために使用されます。
Baseクラスは、このチュートリアルで使用するすべてのデータベースモデル（データテーブル）の基本クラスになります。

ステップ3：データテーブルモデルの定義

これで、メモリをデータベースとして使用する必要はなくなりました。データベース内のpostsテーブルの構造を実際に定義するSQLAlchemyモデルを作成しましょう。

models.pyという新しいファイルを作成します。

models.py

from sqlalchemy import Column, Integer, String
from .database import Base

class Post(Base):
    __tablename__ = "posts"

    id = Column(Integer, primary_key=True, index=True)
    title = Column(String, index=True)
    content = Column(String)

このPostクラスは、postsテーブルの構造に直接対応します。

__tablename__ = "posts"：データベースに対応するテーブル名を指定します。
id：整数型の主キーで、クエリを高速化するためにインデックスが作成されます。
titleとcontent：文字列型のフィールドです。

モデルを定義しただけでは、テーブルがデータベースにすでに存在することを意味するわけではありません。このテーブルを手動で作成するには、SQLなどのコマンドを実行する必要があります。

対応するSQLは次のとおりです。

CREATE TABLE posts (
    id SERIAL PRIMARY KEY,
    title VARCHAR,
    content TEXT
);

Leapcellでデータベースを作成した場合、そのウェブページで直接SQLを入力してデータベースを変更できます。

ステップ4：APIのデータベース利用のためにリファクタリング

これが最も重要なステップです。インメモリのdbリストを完全に削除し、APIルート関数をSQLAlchemyセッションを介してPostgreSQLとやり取りするように変更する必要があります。

まず、database.pyに依存関係関数を追加します。

database.py（関数追加）

# ... previous code remains unchanged ...

# Dependency: Get a database session
async def get_db():
    async with SessionLocal() as session:
        yield session

これで、APIパス操作関数でDepends(get_db)を使用してデータベースセッションを取得できます。

以下は、データベースの使用に完全に切り替わったmain.pyの最終的な完全版です。

main.py（最終完全版）

from fastapi import FastAPI, Form, Depends
from fastapi.responses import HTMLResponse, RedirectResponse
from sqlalchemy.ext.asyncio import AsyncSession
from sqlalchemy import select, desc
from typing import List

from . import models
from .database import engine, get_db

app = FastAPI()

# --- HTML Template ---
def generate_html_response(posts: List[models.Post]):
    posts_html = ""
    for post in posts:  # No need for reversed() anymore, we can sort in the query
        posts_html += f"""
        <div style="border: 1px solid #ccc; padding: 10px; margin-bottom: 10px;">
            <h3>{post.title} (ID: {post.id})</h3>
            <p>{post.content}</p>
        </div>
        """

    html_content = f"""
    <html>
        <head>
            <title>My FastAPI Forum</title>
            <style>
                body {{ font-family: sans-serif; margin: 2em; }}
                input, textarea {{ width: 100%; padding: 8px; margin-bottom: 10px; box-sizing: border-box; }}
                button {{ padding: 10px 15px; background-color: #007BFF; color: white; border: none; cursor: pointer; }}
                button:hover {{ background-color: #0056b3; }}
            </style>
        </head>
        <body>
            <h1>Welcome to My Forum</h1>
            <h2>Create a New Post</h2>
            <form action="/api/posts" method="post">
                <input type="text" name="title" placeholder="Post Title" required><br>
                <textarea name="content" rows="4" placeholder="Post Content" required></textarea><br>
                <button type="submit">Post</button>
            </form>
            <hr>
            <h2>Post List</h2>
            {posts_html}
        </body>
    </html>
    """
    return HTMLResponse(content=html_content, status_code=200)

# --- Routes ---

@app.get("/", response_class=RedirectResponse)
def read_root():
    return "/posts"

# Route for displaying the page
@app.get("/posts", response_class=HTMLResponse)
async def view_posts(db: AsyncSession = Depends(get_db)):
    # 1. Query all posts from the database
    result = await db.execute(select(models.Post).order_by(desc(models.Post.id)))
    posts = result.scalars().all()
    # 2. Render the HTML
    return generate_html_response(posts)

@app.post("/api/posts")
async def create_post(
    title: str = Form(...),
    content: str = Form(...),
    db: AsyncSession = Depends(get_db)
):
    # 1. Create a new Post object
    new_post = models.Post(title=title, content=content)
    # 2. Add it to the database session
    db.add(new_post)
    # 3. Commit and save to the database
    await db.commit()
    # 4. Refresh the object to get the newly generated ID
    await db.refresh(new_post)

    return RedirectResponse(url="/posts", status_code=303)

上記の手順により、以下が達成されました。

インメモリdbリストが削除されました。
データベースとやり取りするすべてのルート関数はasync defに変更され、データベース操作の前にawaitが使用されるようになりました。これは、非同期データベースドライバーとエンジンを選択したためです。
GET /postsとPOST /api/postsは、データベースからの読み取りとデータベースへの書き込みを行うように変更されました。