GraphQL全解析
本文介绍GraphQL的概念、工作原理和应用场景，并详细阐述如何使用Spring实现GraphQL。
您可能已经看过很多关于GraphQL的内容，在这个过程中是不是有时会感到困惑和不知所措。本文让我尝试用更简单易懂的语言回答关于GraphQL的三个主要问题：GraphQL是什么，如何工作，何时使用？希望对您更好地理解GraphQL有所裨益。
1 什么是GraphQL
“Graph”指的是数据以类似图形的结构表示和连接。在GraphQL中，数据表示为具有节点和边的图形，允许不同数据实体之间的灵活关系。
“QL”代表“查询语言”，因为GraphQL提供了一种精确和可控的查询或请求数据的语言。
示例：书和作者的关系可以用图来表示，可以很容易地使用GraphQL进行查询：
深入研究GraphQL，我们发现它是：
类型系统：定义数据的外观以及事物之间的关系。类型系统定义各种数据类型和架构，这是客户端和服务器之间的合同。 查询语言：查询数据的语言，它知道从哪里获取数据并包含验证或执行查询的规则。
简而言之，GraphQL能让客户端精确指定它需要从API获取的数据。
Facebook在2012年开始开发GraphQL，并于2015年将其发布为开源。2018年，GraphQL被移至新成立的GraphQL基金会，由非营利组织Linux基金会托管。
GraphQL支持读取、写入（变异）和订阅数据的更改，让我们可以实时更新。
2 GraphQL如何工作
GraphQL有两个部分：请求数据的客户端和提供数据的服务器，以下是解释其工作原理的步骤：
i）定义模式：服务器定义GraphQL模式，这类似于描述可用数据和操作的蓝图。例如，如果我们有一个带有字段（id、name和pageCount）的Book实体，并且有一个查询是按id查询书籍，则其模式将如下所示：
type Query {
bookById(id: ID): Book
}
type Book {
id: ID
name: String
pageCount: Int
}
ii）发送查询：客户端向服务器发送GraphQL查询，指定所需数据和所需结构。
query bookDetails {
bookById(id: "book-1") {
id
name
pageCount
}
}
iii）解决查询：服务器的GraphQL引擎接收查询并开始解决查询。它根据查询确定需要哪些数据，以及应执行哪些解析器函数来获取该数据。
iv）获取数据：解析器函数根据查询要求从各种数据源（例如数据库、API）检索数据。
v）组装响应：GraphQL引擎收集检索到的数据，并按客户端请求的格式组装响应。它仅包括查询中请求的确切数据字段，减少不必要的数据传输。
vi）返回响应：服务器将响应发送回客户端，提供查询中精确请求的数据。
3 何时可以使用GraphQL
GraphQL适用于处理复杂或经常变化的数据需求，因为它可以将数据请求的控制权交给客户端，让客户端在任何时间请求任何数据。这让在每次API变更迭代或从这些API请求的数据发生变化时更容易进行更新。与REST API相比，GraphQL允许客户端精确指定所需数据的结构和字段，从而避免了获取过度或获取不足的问题。因此，GraphQL可以提高数据传输的精确性和效率，使应用程序更加灵活和可扩展。
如果应用程序需要从多个来源聚合数据，GraphQL可以帮助把这些来源统一到单个API中。它提供了一个抽象层，可从各种服务中获取和组合数据，使数据的获取和整合更加简单和高效。
当应用程序需要实时更新和订阅时，GraphQL提供内置功能。这些功能允许客户端订阅特定数据的变化，并在数据更改时实时推送通知，从而提高应用程序的实时性和响应性。
总之，如果您需要更好地控制和定制API响应，并希望有效地处理复杂或不断变化的数据需求，那么GraphQL是一个非常有用的工具。
4 使用Spring实现GraphQL
随着spring-boot-starter-graphql框架的到来，使用Spring实现GraphQL变得更加容易。
在Spring项目中集成GraphQL的步骤如下：
i）向项目添加gradle/maven graphql starter依赖：
//Gradle
implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-graphql'
//Maven
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-graphql</artifactId>
</dependency>
ii）创建一个目录src/main/resources/graphql，并在该目录下添加一个名为schema.graphqls的文件，包含以下内容：
type Query {
bookById(id: ID): Book
}
type Book {
id: ID
name: String
pageCount: Int
}
在这里，我们创建了一个Book的schema。每个schema都有一个顶级查询类型，这里的schema定义了一个名为bookById的查询，用于返回特定书籍的详细信息。
iii）GraphQL服务器中的每个复杂类型都由Java bean表示，并且Java bean中的字段将直接映射到GraphQL响应中的字段，其名称基于字段名称。
public record Book (String id, String name, int pageCount) {
private static List<Book> books = Arrays.asList(
new Book("book-1", "Effective Java", 416),
new Book("book-2", "Hitchhiker's Guide to the Galaxy", 208),
new Book("book-3", "Down Under", 436)
);
public static Book getById(String id) {
return books.stream()
.filter(book -> book.id().equals(id))
.findFirst()
.orElse(null);
}
}
iv) Spring的GraphQL提供了基于注解的编程模型。通过控制器注释方法，我们可以声明如何获取特定GraphQL字段的数据。现在让我们添加BookController.java
@Controller
public class BookController {
@QueryMapping
public Book bookById(@Argument String id) {
return Book.getById(id);
}
}
通过定义一个名为bookById的方法并用@QuerMapping注释，此控制器声明了如何获取Query类型下定义的Book。查询字段从方法名称确定，但也可以在注释本身上声明。
v) Spring的GraphQL还为我们提供了一个用于编写和执行查询的可视界面，名为GraphiQL。通过将以下配置添加到application.yaml文件中启用GraphiQL:
spring
graphql
graphiql
enabled: true
启动Spring应用程序并导航到http://localhost:8080/graphiql.
vi）在窗口顶部键入查询并单击播放按钮。
query bookDetails {
bookById(id: "book-1") {
id
name
pageCount
}
}
您将看到以下响应：
这样您已经构建了一个GraphQL服务并成功查询了数据！您的数据之旅从此开始！快动手试试吧~
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