GraphQL初探:从REST到GraphQL，更完善的数据查询定义

Introduction

GraphQL is Facebook’s new query language for fetching application data in a uniform way.

GraphQL并不是一个面向图数据库的查询语言，而是一个数据抽象层，包括数据格式、数据关联、查询方式定义与实现等等一揽子的东西。GraphQL也并不是一个具体的后端编程框架，如果将REST看做适合于简单逻辑的查询标准，那么GraphQL可以做一个独立的抽象层，通过对于多个REST风格的简单的接口的排列组合提供更多复杂多变的查询方式。与REST相比，GraphQL定义了更严格、可扩展、可维护的数据查询方式。

GraphQL与之前Netflix出品的Falcor，都是致力于解决相同的问题：如何有效处理日益增长不断变化的Web/Mobile端复杂的数据需求。笔者一直认为，REST原论文最大的功劳在于前后端分离与无状态请求，而REST的资源化的请求方式只适合面向简单的请求，对于具有复杂资源间关联的请求就有点无能为力。关于这一点，笔者在之前的RARF系列中有过充分的讨论。

GraphQL is a specification.

还是需要强调一点，引入GraphQL并不意味着要像之前从Struts迁移到SpringBoot一样需要去修改你的真实的后端代码，因此GraphQL可以看做一个业务逻辑层灵活有效地辅助工具。这一点也是GraphQL与原来的REST API最大的差别，举例而言：

{  latestPost {    _id,    title,    content,    author {      name    },    comments {      content,      author {        name      }    }  }}

这是一个很典型的GraphQL查询，在查询中指明了需要返回某个Blog的评论与作者信息，一个典型的返回结果譬如：

{  "data": {    "latestPost": {      "_id": "03390abb5570ce03ae524397d215713b",      "title": "New Feature: Tracking Error Status with Kadira",      "content": "Here is a common feedback we received from our users ...",      "author": {        "name": "Pahan Sarathchandra"      },      "comments": [        {          "content": "This is a very good blog post",          "author": {            "name": "Arunoda Susiripala"          }        },        {          "content": "Keep up the good work",          "author": {            "name": "Kasun Indi"          }        }      ]    }  }}

而如果采用REST API方式，要么需要前端查询多次，要么需要去添加一个新的接口，专门针对前端这种较为特殊的请求进行响应，而这样又不可避免地导致后端代码的冗余，毕竟很有可能这个特殊的请求与返回哪天就被废了。

Reference

Tutorials & Docs

• Learn GraphQLGraphQL系列教程

• from-rest-to-graphql:从REST到GraphQL的思维变迁

Mechanism:原理介绍

• GraphQL explained How GraphQL turns a query into a response:GraphQL简单的原理介绍，可以有助于理解GraphQL的设计理念与作用

• how-do-i-graphql

Practices & Resources

• graphql-and-authentication

Comparison:框架对比

• graphql-vs-falcor

Collection

• awesome-graphql:一系列的关于GraphQL相关的资源的搜集

Quick Start

Official Quick Start:官方的简单的Quick Start教程

Setup

首先创建项目文件夹：

mkdir graphql-democd graphql-demo

然后使用npm安装必要的依赖：

npm init -fnpm install graphql express express-graphql --save

Data

作为一个简单的数据服务器，我们仅使用最简单的JSON文件作为数据源：

{  "1": {    "id": "1",    "name": "Dan"  },  "2": {    "id": "2",    "name": "Marie"  },  "3": {    "id": "3",    "name": "Jessie"  }}

Server

一个简单的GraphQL服务器需要创建Scheme以及支持的查询：

// Import the required librariesvar graphql = require('graphql');var graphqlHTTP = require('express-graphql');var express = require('express');// Import the data you created abovevar data = require('./data.json');// Define the User type with two string fields: `id` and `name`.// The type of User is GraphQLObjectType, which has child fields// with their own types (in this case, GraphQLString).var userType = new graphql.GraphQLObjectType({  name: 'User',  fields: {    id: { type: graphql.GraphQLString },    name: { type: graphql.GraphQLString },  }});// Define the schema with one top-level field, `user`, that// takes an `id` argument and returns the User with that ID.// Note that the `query` is a GraphQLObjectType, just like User.// The `user` field, however, is a userType, which we defined above.var schema = new graphql.GraphQLSchema({  query: new graphql.GraphQLObjectType({    name: 'Query',    fields: {      user: {        type: userType,        // `args` describes the arguments that the `user` query accepts        args: {          id: { type: graphql.GraphQLString }        },        // The resolve function describes how to "resolve" or fulfill        // the incoming query.        // In this case we use the `id` argument from above as a key        // to get the User from `data`        resolve: function (_, args) {          return data[args.id];        }      }    }  })});express()  .use('/graphql', graphqlHTTP({ schema: schema, pretty: true }))  .listen(3000);console.log('GraphQL server running on http://localhost:3000/graphql');

然后使用node命令启动服务器：

node index.js

如果你直接访问http://localhost:3000/graphql会得到如下反馈：

{  "errors": [    {      "message": "Must provide query string."    }  ]}

Queries

按照如下方式可以创建一个简单的根据ID查询用户的姓名，从中可以看出基本的GraphQL的查询的样式，就是一个JSON的Key-Value对，键值就是查询值：

{  user(id: "1") {    name  }}

返回数据是：

{  "data": {    "user": {      "name": "Dan"    }  }}

如果你希望以GET方式进行查询，可以移除所有的空格，即得到如下方式的请求:

 http://localhost:3000/graphql?query={user(id:"1"){name}}

Another First GraphQL Server:另一个Step By Step的介绍

Setup an HTTP Server:构建一个HTTP服务器

注意，GraphQL定义了一种通用的数据查询语言，并不一定要基于HTTP协议，不过目前绝大部分应用服务器的交互协议都是HTTP，因此这里也是基于Express以及GraphQL的JavaScript实现构建一个简单的GraphQL服务器。

$ mkdir graphql-intro && cd ./graphql-intro$ npm install express --save$ npm install babel --save$ touch ./server.js$ touch ./index.js

而核心的服务端代码为：

// index.js// by requiring `babel/register`, all of our successive `require`s will be Babel'drequire('babel/register');require('./server.js');// server.jsimport express from 'express';let app  = express();let PORT = 3000;app.post('/graphql', (req, res) => {  res.send('Hello!');});let server = app.listen(PORT, function () {  let host = server.address().address;  let port = server.address().port;  console.log('GraphQL listening at http://%s:%s', host, port);});

直接使用Node命令即可以启动服务器：

$ node index.jsGraphQL listening at http://0.0.0.0:3000

可以用Curl进行简单的测试：

$ curl -XPOST http://localhost:3000/graphqlHello!

创建一个Schema

现在我们已经创建了一个简单的HTTP Server可以进行交互，下面我们就要为该Server添加GraphQL查询的解析的支持。首先回顾下一个基本的GraphQL的查询请求如下：

query getHighScore { score }

该查询意味着某个GraphQL的客户端希望获取getHighScore域的score子域的信息，Fields就是客户端要求GraphQL返回的数据说明，一个Fields也可以包含参数，譬如:

query getHighScores(limit: 10) { score }

而我们的GraphQL Server首先需要知道应该如何去解析这样的请求，即需要去定义Schema。构建一个Schema的过程有点类似于构建RESTful的路由树的过程，Schema会包含Server可以返回给前端的Fields以及响应中的数据类型。GraphQL中是采取了静态数据类型，因此Client可以依赖于其发起请求时声明的数据类型。首先我们声明使用Schema所需要的依赖项：

$ npm install graphql --save$ npm install body-parser --save$ touch ./schema.js

然后我们创建一个GraphQLSchema实例，一般来说我们会将配置放入一个单独的文件夹中：

// schema.jsimport {  GraphQLObjectType,  GraphQLSchema,  GraphQLInt} from 'graphql/lib/type';let count = 0;let schema = new GraphQLSchema({  query: new GraphQLObjectType({    name: 'RootQueryType',    fields: {      count: {        type: GraphQLInt,        resolve: function() {          return count;        }      }    }  })});export default schema;

该Schema的定义用通俗地语言表达即是针对查询会返回一个RootQueryType的对象，而每个RootQueryType对象会包含一个整型的count域。

Connect the Schema

在定义好了Schema之后，我们就需要将其应用到HTTP Server中：

import express from 'express';import schema from './schema';// new dependenciesimport { graphql } from 'graphql';import bodyParser from 'body-parser';let app  = express();let PORT = 3000;// parse POST body as textapp.use(bodyParser.text({ type: 'application/graphql' }));app.post('/graphql', (req, res) => {  // execute GraphQL!  graphql(schema, req.body)  .then((result) => {    res.send(JSON.stringify(result, null, 2));  });});let server = app.listen(PORT, function () {  var host = server.address().address;  var port = server.address().port;  console.log('GraphQL listening at http://%s:%s', host, port);});

所有针对/graphql的查询都会在定义好的Schema下执行，这里我们默认的返回count值，还是使用Curl进行简单的调试可以得到：

$ node ./index.js // restart your server// in another shell$ curl -XPOST -H "Content-Type:application/graphql"  -d 'query RootQueryType { count }' http://localhost:3000/graphql{ "data": {   "count": 0 }}

Introspect the Server:获取Server定义的Schema信息

实际上，GraphQL Server也可以返回其定义好的Schema信息：

$ curl -XPOST -H 'Content-Type:application/graphql'  -d '{__schema { queryType { name, fields { name, description} }}}' http://localhost:3000/graphql{ "data": {   "__schema": {     "queryType": {       "name": "RootQueryType",       "fields": [         {           "name": "count",           "description": null         }       ]     }   } }}

其使用的查询实际上就是这个样子：

{ __schema {   queryType {     name,      fields {       name,       description     }   } }}

实际上，我们也可以为每个定义的域添加譬如description, isDeprecated, 以及 deprecationReason这样的描述信息，譬如：

let schema = new GraphQLSchema({  query: new GraphQLObjectType({    name: 'RootQueryType',    fields: {      count: {        type: GraphQLInt,        // add the description        description: 'The count!',        resolve: function() {          return count;        }      }    }  })});

那么返回的新的元信息就是：

$ curl -XPOST -H 'Content-Type:application/graphql'  -d '{__schema { queryType { name, fields { name, description} }}}' http://localhost:3000/graphql{ "data": {   "__schema": {     "queryType": {       "name": "RootQueryType",       "fields": [         {           "name": "count",           "description": "The count!"         }       ]     }   } }}

Add a Mutation:GraphQL中支持增删改

上文中所讲的都是基于GraphQL定义一个查询方式，而GraphQL也是支持对于数据的增删改，这在GraphQL中称为mutations。Mutations也是一个域，其主要是为了指明某个请求打来的Side Effects，因此大部分的语法还是一致的。Mutations也是需要提供一个返回值的，主要是为了返回你改变的值以供验证修改是否成功。

let schema = new GraphQLSchema({  query  mutation: new GraphQLObjectType({    name: 'RootMutationType',    fields: {      updateCount: {        type: GraphQLInt,        description: 'Updates the count',        resolve: function() {          count += 1;          return count;        }      }    }  })});

对应的查询方式就是：

$ curl -XPOST -H 'Content-Type:application/graphql' -d 'mutation RootMutationType { updateCount }' http://localhost:3000/graphql{ "data": {   "updateCount": 1 }}

GraphiQL

• graphiql-graphql-s-killer-app