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Machine Learning Academy · Leçon

Fournir des prédictions avec un point d’accès FastAPI

Vous encapsulerez un modèle joblib dans une route POST FastAPI qui accepte une charge utile JSON et renvoie une prédiction, puis la testerez avec une requête curl.

Fournir des prédictions avec un point d’accès FastAPI est une leçon Machine Learning Academy gratuite sur CoddyKit. Ceci est la leçon 3 sur 4. Tu peux lire la leçon complète ci-dessous gratuitement — puis la pratiquer en direct dans le navigateur avec un éditeur de code intégré et un tuteur IA 24/7. Elle fait partie du parcours d'apprentissage Machine Learning Academy, et ta progression se synchronise sur le web et l'application CoddyKit. Le cours Machine Learning Academy comprend 4 leçons au total.

Certaines parties de cette leçon n'ont pas encore été traduites et s'affichent en anglais.

From Notebook to Production API

A Jupyter notebook is a great development environment but a terrible production serving system. The standard path from notebook to production is: train and save a model with joblib, wrap it in a REST API, and deploy that API as a containerised service. The API accepts raw feature values as JSON, preprocesses them through the fitted pipeline, and returns predictions in milliseconds.

Why FastAPI for ML Serving?

FastAPI is a modern Python web framework built on Pydantic and Starlette. It generates automatic interactive documentation (Swagger UI), validates request bodies with type hints, and handles async I/O efficiently. For ML serving, FastAPI is popular because it requires very little boilerplate, supports concurrent requests via async workers, and integrates naturally with Python data types used in sklearn and pandas.

Installing FastAPI and Uvicorn

FastAPI requires uvicorn as the ASGI server to run it. Install both with a single command. uvicorn is a high-performance async server that handles HTTP connections and passes requests to the FastAPI application. In production, you would typically run uvicorn behind an nginx reverse proxy with multiple worker processes.

# pip install fastapi uvicorn[standard]

# Verify installation
from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel
import uvicorn

print('FastAPI ready')

Defining the Request Schema with Pydantic

Pydantic BaseModel classes define the structure of incoming requests. FastAPI uses these models to automatically validate JSON bodies — if a required field is missing or has the wrong type, FastAPI returns a clear 422 error before your code even runs. Each field in the Pydantic model corresponds to one input feature for the model.

from pydantic import BaseModel
from typing import Optional

class IrisFeatures(BaseModel):
    sepal_length: float
    sepal_width: float
    petal_length: float
    petal_width: float

class PredictionResponse(BaseModel):
    predicted_class: int
    class_name: str
    confidence: float

# Example input (FastAPI will validate this automatically)
input_data = IrisFeatures(sepal_length=5.1, sepal_width=3.5,
                           petal_length=1.4, petal_width=0.2)
print('Input:', input_data)

Loading the Model at Startup

Load the model once at startup, not on every request. Loading a joblib file on every prediction would add hundreds of milliseconds of latency per request. Use a module-level variable or a FastAPI lifespan event handler to load the model when the server starts and keep it in memory for all subsequent requests.

import joblib
from contextlib import asynccontextmanager
from fastapi import FastAPI

ml_models = {}

@asynccontextmanager
async def lifespan(app: FastAPI):
    # Startup: load model once
    ml_models['iris'] = joblib.load('/tmp/iris_pipeline.joblib')
    print('Model loaded at startup')
    yield
    # Shutdown: cleanup if needed
    ml_models.clear()

app = FastAPI(title='Iris Predictor API', lifespan=lifespan)

Creating the Prediction Endpoint

Define a POST route that accepts the Pydantic input model, converts it to a NumPy array, calls pipeline.predict and predict_proba, and returns the prediction as a structured JSON response. FastAPI serialises Pydantic response models automatically.

import numpy as np
from fastapi import FastAPI
from pydantic import BaseModel
import joblib

app = FastAPI()
model = None

@app.on_event('startup')
def load_model():
    global model
    model = joblib.load('/tmp/iris_pipeline.joblib')

CLASS_NAMES = ['setosa', 'versicolor', 'virginica']

@app.post('/predict')
def predict(features: IrisFeatures):
    X = np.array([[features.sepal_length, features.sepal_width,
                   features.petal_length, features.petal_width]])
    pred = int(model.predict(X)[0])
    proba = float(model.predict_proba(X)[0].max())
    return {
        'predicted_class': pred,
        'class_name': CLASS_NAMES[pred],
        'confidence': round(proba, 4)
    }

Adding a Health Check Endpoint

A /health or /ping endpoint is essential for production services. Load balancers and orchestration systems (Kubernetes, ECS) call this endpoint periodically to confirm the service is alive. A healthy response means the server is running AND the model is loaded. Return 503 if the model failed to load.

from fastapi import FastAPI
from fastapi.responses import JSONResponse

app = FastAPI()

@app.get('/health')
def health():
    if model is None:
        return JSONResponse(status_code=503,
                            content={'status': 'unhealthy', 'reason': 'model not loaded'})
    return {'status': 'ok', 'model': 'iris_pipeline', 'version': '1.0.0'}

@app.get('/')
def root():
    return {'message': 'Iris Predictor API — POST /predict to get a classification'}

Running the Server Locally

Save the FastAPI app to main.py and start it with uvicorn main:app --reload. The --reload flag auto-restarts on file changes (development only). Navigate to http://localhost:8000/docs to see the auto-generated Swagger UI where you can test predictions interactively.

# Save to main.py then run:
# uvicorn main:app --host 0.0.0.0 --port 8000 --reload

# Test with curl:
# curl -X POST http://localhost:8000/predict \
#   -H 'Content-Type: application/json' \
#   -d '{"sepal_length": 5.1, "sepal_width": 3.5, "petal_length": 1.4, "petal_width": 0.2}'
#
# Expected response:
# {"predicted_class": 0, "class_name": "setosa", "confidence": 0.9981}

print('Command to start: uvicorn main:app --reload --port 8000')

Testing the Endpoint with the requests Library

In a test script or notebook, use requests.post to call your running API. This is also how client applications (mobile apps, dashboards, other microservices) consume the prediction API. The same request format works from any language — curl, JavaScript fetch, Go's http.Client.

import requests

url = 'http://localhost:8000/predict'
payload = {
    'sepal_length': 6.3,
    'sepal_width': 3.3,
    'petal_length': 6.0,
    'petal_width': 2.5
}

response = requests.post(url, json=payload)
if response.status_code == 200:
    result = response.json()
    print('Predicted class:', result['class_name'])
    print('Confidence:', result['confidence'])
else:
    print('Error:', response.status_code, response.text)

Input Validation and Error Handling

FastAPI's Pydantic validation catches type errors automatically, but you should also handle model-level errors (e.g., unexpected NaN values, out-of-range inputs). Use try/except inside the route function and return a 400 or 500 with a meaningful error message. Avoid leaking internal error details (stack traces) to API callers in production.

from fastapi import FastAPI, HTTPException
import numpy as np

app = FastAPI()

@app.post('/predict')
def predict(features: IrisFeatures):
    try:
        X = np.array([[features.sepal_length, features.sepal_width,
                       features.petal_length, features.petal_width]])
        if np.any(np.isnan(X)) or np.any(X < 0):
            raise HTTPException(status_code=400,
                                detail='Input contains invalid values (NaN or negative)')
        pred = int(model.predict(X)[0])
        proba = float(model.predict_proba(X)[0].max())
        return {'predicted_class': pred, 'confidence': round(proba, 4)}
    except HTTPException:
        raise
    except Exception as e:
        raise HTTPException(status_code=500, detail='Internal prediction error')

Batch Prediction Endpoint

For high-throughput use cases, add a batch endpoint that accepts a list of feature sets and returns a list of predictions in one API call. Batching reduces network overhead and allows the model to vectorise predictions efficiently (sklearn predict handles matrices).

from typing import List
from pydantic import BaseModel
import numpy as np

class BatchRequest(BaseModel):
    instances: List[IrisFeatures]

@app.post('/predict/batch')
def predict_batch(batch: BatchRequest):
    X = np.array([[f.sepal_length, f.sepal_width, f.petal_length, f.petal_width]
                  for f in batch.instances])
    preds = model.predict(X).tolist()
    probas = model.predict_proba(X).max(axis=1).tolist()
    return {'predictions': [{'class': p, 'confidence': round(c, 4)}
                            for p, c in zip(preds, probas)]}

Quick Check

Test your understanding of serving ML predictions with FastAPI from this lesson.

Lesson Recap

In this lesson you learned: FastAPI wraps a joblib-loaded pipeline into a typed REST endpoint with automatic JSON validation and Swagger documentation, load the model once at startup to avoid per-request disk I/O latency, and always include a /health endpoint so load balancers and orchestrators can verify the service is alive. Next up we add prediction logging to the API and discuss data drift and model retraining triggers.

Questions Fréquemment Posées

La leçon « Fournir des prédictions avec un point d’accès FastAPI » est-elle gratuite ?

Oui — le texte complet de « Fournir des prédictions avec un point d’accès FastAPI » est gratuit à lire ici sur le web. Pour la pratiquer de manière interactive (un éditeur de code intégré et un tuteur IA 24/7) et déverrouiller le reste du cours Machine Learning Academy, passe à CoddyKit PRO. Le cours Machine Learning Academy comprend 4 leçons au total.

Qu'est-ce que j'apprendrai dans « Fournir des prédictions avec un point d’accès FastAPI » ?

Vous encapsulerez un modèle joblib dans une route POST FastAPI qui accepte une charge utile JSON et renvoie une prédiction, puis la testerez avec une requête curl. Tu pratiques Machine Learning Academy avec du code pratique que tu exécutes directement dans le navigateur, et un tuteur IA 24/7 répond à tes questions au fur et à mesure que tu avances dans la leçon.

Dois-je avoir de l'expérience pour commencer Machine Learning Academy ?

Aucune expérience préalable n'est requise. Machine Learning Academy sur CoddyKit est structuré pour les débutants jusqu'aux apprenants avancés, donc tu peux commencer ici ou depuis le début et avancer à ton rythme. Ceci est la leçon 3 sur 4.

Combien de temps prend la leçon « Fournir des prédictions avec un point d’accès FastAPI » ?

La plupart des leçons CoddyKit prennent environ 5–10 minutes. Chacune est courte et interactive, tu progresses régulièrement et tu repiques exactement où tu t'es arrêté sur le web et l'app.

Peux-tu écrire et exécuter du code dans cette leçon Machine Learning Academy ?

Oui. Chaque leçon Machine Learning Academy inclut un éditeur de code intégré, tu écris et exécutes du vrai code directement dans ton navigateur et tu reçois des retours IA instantanés — aucune configuration locale requise.

Toutes les leçons de ce cours

  1. Enregistrer des modèles avec joblib et pickle
  2. Versionner les modèles : pourquoi les noms de fichiers et les métadonnées comptent
  3. Fournir des prédictions avec un point d’accès FastAPI
  4. Surveiller les prédictions : journaliser les entrées et les sorties
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