GraphQL 一知半解

什么是 GraphQL ?

官网描述：GraphQL 是一个用于 API 的查询语言

GraphQL 是 FaceBook 2015 推出的一个查询语言，它不是一门新的编程语言，而是基于 HTTP 协议封装的 DSL, 简单来说它和我们熟悉的 RESTful API 一样，是用来查询接口，获取数据，当然，可以肯定的是它不是 KPI 轮子，而是真实服务于 FB 的各种业务场景中，现如今都还在维护

2023 年了，还在用传统 API : ) ? 接下来让我们简单了解一下

谁在使用 ?

目前比较知名的就是 GitHub, 它提供 REST API 和 [GraphQL](https://docs.github.com/en/graphql/overview/about-the-graphql-api)两套 API

和 REST API 的区别 ?

我们常说的 接口 本质上是一个 HTTP资源地址，一个 Request 对应一个 Response
:::info
GET /api/user
:::
:::info
GET /api/user/:id
:::
:::success
PATCH /api/user
:::
:::warning
POST /api/user
:::
:::danger
DELETE /api/user
:::

然后我们通过 XMLHttpRequest或者 Fetch API 来 "调接口"

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fetch('http://example.com/movies.json')
  .then(response => response.json())
  .then(data => console.log(data));

function reqListener () {
  console.log(this.responseText);
}

var oReq = new XMLHttpRequest();
oReq.addEventListener("load", reqListener);
oReq.open("GET", "http://www.example.org/example.txt");
oReq.send();

然后接收后端返回的数据

那么问题来了，如图为例，如果现在我不想接口中返回 traceId, 那么流程如下：
:::info

前端：后端大哥，麻烦把 /api/xx/xx 这个接口的 traceId去掉，我们前端现在业务不消费了，太冗余了
后端：好的，等我改一下，”找到对应的 Controller/Service, 然后去掉 traceId”
后端：我改了，部署好你试试
前端：好的，谢谢哥
:::

那么一个标准的 GraphQL查询是怎样的？

{
  user {
    name
    traceId
  }
}

// 返回 （标准 JSON)

{
  "user": {
    "name": "ljk",
    "traceId": "xxx"
  }
}

可以看到，非常的简洁，只需要声明你想查询的实体和需要的字段即可，那么如果想实现上面的诉求，去掉 traceId 我们只需要去掉查询即可

{
  user {
    name
-   traceId
  }
}

// 返回 （标准 JSON)

{
  "user": {
    "name": "ljk",
-   "traceId": "xxx"
  }
}

所有查询底层都通过 /graphql 这个 HTTP 接口

:::info
这个例子引出 GraphQL 很重要的一个特性，那就是查询返回的结果是**前端**说了算，即按需返回，查询和返回接口一致
:::

GraphQL Schema

如上面的例子，我们想查询 user.name和user.traceId, 这两个字段不是随心所欲，凭空猜测出来的，在 GraphQL 中，我们不再有一个一个 接口 的概念，而是对应实体的 Scheme, 有了它，我们可以对实体任意的 增删改查

type User {
  name: String!
  traceId: String
}

这里的 name, traceId 在 GraphQL 中被称为 Field

类型系统大同小异，在 GraphQL 中也有自己的一套类型系统，对于 TypeScript 体操运动员们应该说不再话下，这里就不再赘述，查看详情

查询 (Query)

GraphQL 中的 Query可以类别 REST API中的 GET请求，但能力更丰富

获取一组数据

1	GET /api/users

{
  users: {
    id
    name
  }
}

获取单个数据

1	GET /api/user/1

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

根据条件获取数据

在传统 REST API场景，比如我们想调用一个接口，接口信息中返回这个用户的工资，但是工资只给老板看，一种是给后端标识，让后端来动态返回，一种是全量请求后，前端手动隐藏

GET /api/user/1

Playload
{
  isOwner: true
}

而在 GraphQL 中，我们可以通过 指令 @include() @skip 来实现在前端查询时就动态控制字段的返回

@include(if: Boolean) 白名单，满足则返回
@skip(if: Boolean) 黑名单，满足则跳过

query User($isOwner: Boolean!, $isMyXiaoJin: Boolean = false) {
  user {
   id
   name @skip(if: $isMyXiaoJin)
   salary @include(if: $isOwner) {
     original
     extra
   }
  }
}

# isOwner = false

{
  id: '1',
  name: "xx"
}

# isOwner = true

{
  id: '1',
  name: "xx",
  salary: {
    original: 100000000000
    extra: 0.1
  }
}

# 比如在蚂蚁消金环境下，我们不希望显示用户名 （乱举的例子）
# isOwner = false isMyXiaoJin = true

{
  id: '1'
}

当然，查询还有很多有意思的玩法，如：别名, 片段复用, 操作名, 篇幅有限不一一列举查看更多

变更 (Mutations)

GraphQL 中的 Query可以类别 REST API中的 POST请求，用来做数据的变更，对于前端的话，用过 Vuex的话会比较熟悉 Mutation这个概念

插入一条数据

POST /api/user/add

Body

{
  name: 'xxx',
  sex: "男",
  age: 18
}

mutation AddUser($user: User!) {
  addUser(user: $user) {
    name
    sex
    age
  }
}

{
  user: {
    name: 'xxx',
    sex: "男",
    age: 18
  }
}

解析器 (Resolver)

不管是 query 还是 mutation, 我们的数据不可能凭空而来，我们也需要和数据库建立连接，然后 CRUD 一波，这一部就通过 Resolver完成

import { Args, Resolver, Query } from '@nestjs/graphql'
import { UserService } from './user.service'

@Resolver()
export class UserResolver {
  constructor(private readonly userService: UserService)

  @Query(() => User[], {
    name: 'users'
  })
  public async users(): Promise<User[]> {
    this.userService.xxxxx()
  }
}

GraphQL 在实际项目中如何使用？

:::info
本地 Playground 演示地址：http://localhost:3000/graphql
:::

生态

GraphQL 最开始只有 Node.js 的实现，后经过慢慢发展，在很多编程语言中都有了对应实现，分为 客户端和 服务端

我们这里使用 Nest.js （一个基于 Node.js 后端框架，注意不是 Next.js) 做演示

:::warning
注意：不要对框架和其他细节过多在意，文中大部分为伪代码，仅供示意
:::

与 TypeScript 结合

不管前端还是后端 (Node.js 生态）, 目前主流的都是使用 TypeScript, 那么与 GraphQL结合首先会遇到第一个问题，那就是类型，上面讲到了 GraphQL Schema, 有自己的一套类型系统，也就意味着通常来说写两套类型，一套 **xx.ts**, 一套**xx.gql**

interface Salary {
  original: Int
  extra: Int
}

# 用户实体-演示
type User {
  id: ID!
  name: String!
  salary: Salary
}

一个笨方法就是写两套，但是不管是维护成本还是开发成本都会大大增加，好在 Nest.js中集成了根据 TS类型自动生成 GraphQL类型的方案 - type-graphql

上面例子中的 User , 如下图，是一个普通的 Ts Class, 那么 @Field 装饰器就对应 GraphQL 的 Field

然后 Node 服务启动的时候，会自动生成，不需要关心 GraphQL 层面的类型

Resolver

GraphQL 的 Resolver 可以理解成，传统 REST 的 Controller

当一个 Query 发起查询时

{
  user {
     id
    name
  }
}

Resolver 需要做的就是处理这个查询，查询 user 这个实体，返回 id和 name这个数据，需要返回什么前端说了算

而 Query 是可以嵌套的，想象一下如果我还想查询 user下的 salary 通常这些数据不会存存在一张数据表中，那么 salary 通常对应 Salary实体，那么 salary 也可以对应一个 Resolver, 也就是 salary是 user的一个子查询，而不是传统的通过 left join之类的处理方式聚合数据，最后 GraphQL会帮你聚合其他，统一在 user 查询中返回

{
  id
  name
  salary: {
    original
    extra
  }
}

@Resolver()
export class UserResolver {
  constructor(private readonly salaryService: SalaryService)

  @ResolveProperty(() => Salary)
  public async salary(): Promise<number> {
    this.salaryService.get()
  }
}

如果按照非常变态的领域模型来看的话，Query 的 Field 可以拆的很细，其对应的 Resolver 也可以很多，也就意味着一个 Field 对应数据库的一条查询。

如果是批量查询话，也就意味着 query 会查询多次，想象一下如果我们现在查询所有的 users, 对应的 Resolver如下

query 如下：

{
  users {
    id
    name
    salary: {
      original
      extra
    }
  }
}

那么每一条 salary对应的 query 会查询多次，比较冗余，（也就是 N+1 问题） , 有问题就有解法，GraphQL 官方提供了 dataloader 来解决这个问题，它可以对查询进行缓存和聚合，可以简单的理解成它是一个防抖函数，当所有 Field 的 Query 完成后，统一触发一次批量查询，这里简单了解即可。

Query 查询

查询全部/单个查询

Mutations 变更

新增一个用户，并返回当前用户的信息

Docker 部署

由于 docker 里面没有写入文件的权限，这样会带来一个问题，由于启动应用的时候

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2
3

...

RUN node dist/index.js

会自动生成 schema 文件，也就是 fs.writeFile 这样会导致 docker 启动不了，所以需要小小修改下 GraphqlModule 的配置

方法 1 :

import { Module } from '@nestjs/common'
import { GraphQLModule } from '@nestjs/graphql'
import { UserModule } from './user.module'

const schema = resolve(__dirname, 'schema.gql')

@Module({
  imports: [
    GraphQLModule.forRoot({
      path: '/graphql',
      autoSchemaFile: process.env.NODE_ENV === 'development' ? schema : false,
      typePaths: [schema],
    }),
    UserModule,
  ]
})
export class AppModule

在 development 的时候会生成 schema.gql, 在 production 环境下关闭自动生成
同时指定 typePaths 为 schema.gql 这样既可解决

方法 2 :

首先使用 type-graphql 提供的 buildSchema, 在每次构建镜像的时候将这个文件 copy 进去既可

import { buildSchema } from "type-graphql";

async function bootstrap() {
  const schema = await buildSchema({
    resolvers: [__dirname + "/**/*.resolver.ts"],
  });

  // other initialization code, like creating http server
}

bootstrap();

权限验证

:::warning
这个不同的框架/库处理方式，仅做简单介绍，不过过多在意代码细节
:::
在 express中可以通过中间键拦截 request 来做权限验证，在 Nest.js中可以很方便的使用 Guards 实现

import { Args, Resolver, ResolveProperty } from '@nestjs/graphql'
import { AuthGuard } from './auth.guard'

...

@Resolver()
@UseGuards(AuthGuard)
export class UserResolver {}

由于 GraphQL 有一个 context 的概念可以通过 context 拿到当前的 request, 然后可以配合常用的 JWT做一些权限验证，在每次 Resolver 处理 Query 的时候，没有权限就直接返回 401 之类的处理

// auth.guard.ts
import { Injectable, CanActivate, ExecutionContext } from '@nestjs/common'
import { GqlExecutionContext } from '@nestjs/graphql'

@Injectable()
export class AuthGuard implements CanActivate {
  canActivate(context: ExecutionContext) {
    const ctx = GqlExecutionContext.create(context).getContext()
    const request = context.switchToHttp().getRequest()

    // 做一些权限验证
    // jwt 验证
    // request.headers.authorization
  }
}

道理我都懂，为什么 GraphQL 不火？

这里引用 2016 年，一个连 Vue 都不会的楼主的回答

说下自己的理解：

可以但没必要：想象一下大部分业务场景，我如果就是一个后端管理系统，倘若我前端 React 全家桶，后端 Java SpringBoot 全家桶 JPA/lombok 一把唆，分分钟搞定 CRUD, 阁下该如何应对？生态摆在这里，正所谓当你不知道你该不该用 GraphQL 时，那么就是不需要，为了用而用，大可不必。
就差一个程序猿了：如果业务特别复杂，场景特别适合用 GraphQL, 那么问题来了，哪个倒霉蛋来接？
- 前端：后端你接一下吧，帮我写好 Resolver, 我直接想查啥就查啥，不是爽歪歪？
- 后端：你爽了，那业务逻辑是放在我这边还是你这边？听下来我只需要分好模型，每个模型写好各自的 Resolver, 你来写业务逻辑，自己拼 query 就好了
- 前端：那这样吧，你加一个 BFF, 保证你后端逻辑的干净，业务逻辑在 BFF 处理
- 后端：那你用 Node 搭一个 BFF 吧，这些事情你们来做要好一点
- …

如果是全栈团队，前后端都自己来搞，用 GraphQL 还是比较舒服，一旦分工明确，通常的一种妥协方案就是加 BFF, 而且是前端用 Node 搭 BFF, 来做各种适配和转换，这些都是属于前端的工作，个人认为是得不偿失

最后

本文简单介绍了 GraphQL 的一些基本概念和一些实际的使用场景，除此之外还有很多炫酷的特性, 篇幅有限，就不一一列举了，文中示例代码，可在 GitHub 中查看.

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