理解 GraphQL 101

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• 译者：AI翻译官，校对：翻译小组
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自从在 Facebook 创建以来，许多开发人员已经接受了 GraphQL 作为构建 API 的新且有前途的方式。

我已经使用 GraphQL 超过 3.5 年了，对这项技术感到非常兴奋。然而，学习曲线很陡峭。这篇文章的目标是对 GraphQL 世界进行有意识的介绍。

什么是GraphQL

GraphQL是一种现代 API 标准 - 一种用于 API 的查询语言。它通过允许客户端请求确切所需的数据来实现声明式数据获取。这使得 GraphQL 成为现代 Web 和移动应用程序的一个吸引人选择。

GraphQL 提供了一种更高效、更强大和更灵活的替代传统 REST API 的方式。它是平台和语言不绑定的。然而，在 JavaScript / React 世界中最受欢迎。

历史

• 2012 - 由 Facebook（Meta）内部开始
• 2015 - 公开源代码
• 2018 - 移至由非营利性 Linux 基金会主办的新成立的 GraphQL 基金会
• 开发了并行技术，例如：Falcor（Netlix）
• 被顶级公司广泛使用 - Facebook（Meta）、GitHub、Airbnb、Netflix、Shopify、Twitter（X）等许多其他公司

来源：https://2020.stateofjs.com/en-US/technologies/datalayer/

如何开始的

Facebook 有必要优化其移动应用程序的数据加载，因为它们需要在缓慢或不可靠的移动网络连接上高效运行。数据传输最小化至关重要。

随着 Facebook 应用程序复杂性的增加，传统 REST API 的限制，如过度获取和不足获取数据变得越来越明显。用户界面需要更多动态数据交互。

• 过度获取：下载比必要的数据更多的数据
• 不足获取：端点未返回足够的正确信息；需要发送多个请求（n+1 请求问题）

React 和 GraphQL 之间的协同作用非常好。React 的基于组件的架构与 GraphQL 的细粒度数据获取能力非常匹配，使它们互补。

使用案例

• 移动应用程序：移动应用程序受益于 GraphQL，因为它最小化了通过网络传输的数据量。
• 复杂系统：具有许多实体和关系的系统通常使用 GraphQL 在单个请求中获取相关数据。

例如，我们通过 GitHub 的 GraphQL API Explorer 获取我的 GitHub 用户和拉取请求信息。请参见下面的屏幕截图。

我们只需一个请求，如下面的屏幕截图所示。

如果我们必须使用他们的 REST API，我们至少需要发出 2 个请求 - 获取用户信息，然后获取该用户的拉取请求。

架构

在高层次概述中，服务器公开一个响应查询和变更的单个 HTTP 端点。

注意：这是对现代架构中如何使用 GraphQL 的简单概述。

GraphQL 的优点

• 高效数据加载
  • 减少多个请求和数据过度获取的需求
  • 客户端有权请求确切所需的数据
• 强类型
  • 每个数据结构都与特定类型相关联，有助于验证查询
  • 强类型模式定义了客户端<>服务器之间的明确合约。创建自我记录 API 变得更容易，从而改善开发人员体验。
• 当产品发生变化时无需更改 API

GraphQL 的不足

• 复杂性 - 初始设置和学习曲线与 REST 相比可能较陡峭
• 性能问题 - 复杂查询有时可能导致性能瓶颈，如果管理不当
• 还有一些其他痛点，如错误处理、客户端缓存和文件上传，目前尚不完全清楚如何解决。

GraphQL 核心概念

查询

查询用于读取或获取数据。它们代表客户端请求从 GraphQL 服务器获取特定数据的方式。与 REST 不同，REST 中的多个端点返回固定的数据结构，GraphQL 查询精确地检索客户端请求的数据。

客户端定义他们需要的数据的结构，从 GraphQL 模式中定义的类型和字段中进行选择。这种选择性查询有助于避免 REST API 中常见的过度获取和不足获取的问题。

示例：GitHub 的 API。

Mutations (变更)

变更是我们在 GraphQL 中更改数据的方式，如创建新数据，更新和删除现有数据。

与查询在语法上类似，但变更不仅仅是获取数据，变更修改服务器端数据，并通常在变更后返回数据的新状态。

示例：GitHub 的 API。

模式定义语言（SDL）

模式定义语言（SDL）是用于编写 GraphQL 模式的语法。它是人类可读的，用于定义类型，查询，变更以及类型之间的关系。

SDL 用于定义对象，输入，接口，联合和枚举，这些是 GraphQL 模式的构建块。

示例：GitHub 的 GraphQL API。略有简化。

GraphQL Schema(模式)

GraphQL Schema 代表客户端和服务器之间的契约。它通过指定客户端如何获取和变更数据来定义 API 的功能。

该模式作为一个关键的蓝图，指导查询和变更的结构。它告知 GraphQL 服务器在获取或操作数据时调用哪些函数，并确保仅执行有效的操作。

示例：GitHub 的 GraphQL API。略有简化。

Resolvers (解析器)

解析器是处理模式中特定字段的获取或操作数据的服务器端函数。每个类型的每个字段都有一个解析器函数。

当接收到查询或变更时，解析器的工作是生成请求的数据并以客户端请求的格式返回。

举个例子，假设我们在 GraphQL 模式中定义了以下查询：

相应的解析器函数可能如下所示：

GraphQL 服务器负责根据用户的查询和/或变更调用适当的解析器函数。

注：在即将发布的文章中，我将撰写一个更详细的逐步指南，介绍如何实现自己的 GraphQL 服务器，其中解析器的用法将变得清晰。

高层次架构

接下来的三种架构代表了GraphQL 的主要使用情况，展示了在可以使用的上下文中的灵活性。

简单架构

带有连接数据库的 GraphQL 服务器。

这是一个标准的全新架构，其中一个 GraphQL 服务器连接到单个数据库。

集成遗留系统

集成现有系统的 GraphQL 层。

GraphQL 允许你隐藏现有系统（如微服务，传统基础设施或第三方 API）的复杂性，将其放在单个 GraphQL 接口后面。

混合架构

连接数据库并集成现有系统的混合方法。

这两种方法也可以结合使用，GraphQL 服务器既可以从单个数据库获取数据，也可以从现有系统获取数据。这样可以实现完全的灵活性，并将所有数据管理复杂性推到服务器端。

小结

在GraphQL Intro 101系列中，我们介绍了 GraphQL 的基础知识，从 GraphQL 是什么，为什么以及如何使用 GraphQL，到其核心概念和使用情况中的高级架构。

重要的是要记住：

GraphQL 只是一个规范。

这意味着 GraphQL 实际上不过是一份详细描述 GraphQL 服务器行为的长文档。

我们还没有看到 GraphQL 服务器的任何实现细节以及其他概念，如订阅，片段，指令，联邦等。我将在即将发布的文章中涵盖它们，因为这些是更高级的概念，值得单独的文章。

敬请关注 GraphQL 系列即将发布的文章，我们将深入探讨如何使用 Apollo Server 实现自己的 GraphQL 服务器。

• https://graphql.org/learn/ - 优秀的文档

• http://spec.graphql.org/ - 规范

• https://www.howtographql.com/ - 免费开源教程

• https://foundation.graphql.org/ - GraphQL 基金会

我是 AI 翻译官，为大家转译优秀英文文章，如有翻译不通的地方，在这里修改，还请包涵～