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Graphql入門

GraphQL是一個(gè)查詢語言，由Facebook開發(fā)，用于替換RESTful API。服務(wù)端可以用任何的語言實(shí)現(xiàn)。具體的你可以查看Facebook關(guān)于GraphQL的文檔和各種語言的實(shí)現(xiàn)

GraphQL的小歷史

早在2012年，F(xiàn)acebook認(rèn)為人們只有在離開PC的時(shí)候才會用智能手機(jī)，很快他們就發(fā)現(xiàn)這個(gè)認(rèn)識是多么的錯(cuò)誤！于是Facebook把注意力從Web移到了智能終端上。在那個(gè)時(shí)候，他們嚴(yán)重的依賴于RESTful API。大量的并發(fā)請求和對補(bǔ)充數(shù)據(jù)的二次請求給他們造成了很大的麻煩，尤其是響應(yīng)時(shí)間。一個(gè)解決方案是設(shè)計(jì)足夠多的資源來滿足單次的請求。但是，這造成了服務(wù)端的擴(kuò)展和維護(hù)困難。

在尋找更好的解決方案的過程中，F(xiàn)acebook的工程師發(fā)現(xiàn)開發(fā)人員不應(yīng)該先入為主的把數(shù)據(jù)看成RESTful一樣的集合。如何更好地存儲和獲取數(shù)據(jù)不應(yīng)該是他們要主要考慮的內(nèi)容。他們應(yīng)該更多的考慮數(shù)據(jù)的關(guān)系，網(wǎng)狀的關(guān)系。

在這個(gè)情況下GraphQL應(yīng)運(yùn)而生。

GraphQL工作機(jī)制

一個(gè)GraphQL查詢可以包含一個(gè)或者多個(gè)操作（operation），類似于一個(gè)RESTful API。操作（operation）可以使兩種類型：查詢（Query）或者修改（mutation）。我們看一個(gè)例子：

query {
  client(id: 1) {
    id 
    name
  }
}

你的第一印象：“這個(gè)不是JSON？”。還真不是！就如我們之前說的，GraphQL設(shè)計(jì)的中心是為客戶端服務(wù)。GraphQL的設(shè)計(jì)者希望可以寫一個(gè)和期待的返回?cái)?shù)據(jù)schema差不多的查詢。

注意上面的例子有三個(gè)不同的部分組成:

client是查詢的operation
(id: 1)包含了傳入給Query的參數(shù)
查詢包含id和name字段，這些字段也是我們希望查詢可以返回的

我們看看server會給這個(gè)查詢返回什么：

{
  "data": {
    "client": {
      "id": "1",
      "name": "Uncle Charlie"
    }
  }
}

就如我們期望的，server會返回一個(gè)JSON串。這個(gè)JSON的schema和查詢的基本一致。

我們再看看另一個(gè)例子：

query {
  products(product_category_id: 1, order: "price DESC") {
    name 
    shell_size
    manufacturer
    price
  }
}

這次我們查詢products，并傳入兩個(gè)參數(shù)：product_category_id用于過濾，一個(gè)指明按照price字段降序排列。查詢中包含的字段是：name、shell_size、manufacturer和price）。

你可能已經(jīng)猜到返回的結(jié)果是什么樣子的了：

{
  "data": {
    "products": [
      {
        "name": "Mapex Black Panther Velvetone 5-pc Drum Shell Kit",
        "shell_size": "22\"x18\" Bass Drum, 10\"x8\" & 12\"x9\" Toms, 14\"x14\" & 16\"x16\" Floor Toms",
        "manufacturer": "Mapex",
        "price": 2949.09
      },
      {
        "name": "Pearl MCX Masters Natural Birdseye Maple 4pc Shell Pack with 22\" Kick",
        "shell_size": "22x18\" Virgin Bass Drum 10x8\" Rack Tom 12x9\" Rack Tom 16x16\" Floor Tom",
        "manufacturer": "Pearl",
        "price": 1768.33
      }
    ]
  }
}

從這幾個(gè)初級的例子里你可以看出來GraphQL允許客戶端明確指定它要的是什么，避免了數(shù)據(jù)后去的冗余或者不足。和RESTful API對比一下，每一個(gè)客戶端都會對應(yīng)很多個(gè)RESTful API或者一個(gè)API要服務(wù)很多個(gè)客戶端。所以說GraphQL是很好的查詢語言。所有的operation、參數(shù)和所有可以查詢的字段都需要在GraphQL server上定義、實(shí)現(xiàn)。

GraphQL還解決了另外一個(gè)問題。假設(shè)我們要查詢product_categories和相關(guān)的products。在一個(gè)RESTful server上你可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)API，返回全部的數(shù)據(jù)。但是，大多數(shù)的情況下，客戶端會先請求product_categories之后在其他的請求中獲取相關(guān)的某些products。

我們看看使用GraphQL可以怎么做：

query {
  product_categories {
    name 
    products {
      name 
      price
    }
  }
}

我們這一次沒有使用參數(shù)。在查詢中我們指定了我么需要每一個(gè)product_category的name，還有所有的這個(gè)類別下的產(chǎn)品，每個(gè)產(chǎn)品的字段也都分別指定。返回的結(jié)果：

{
  "data": {
    "product_categories": [
      {
        "name": "Acoustic Drums",
        "products": [
          {
            "name": "Mapex Black Panther Velvetone 5-pc Drum Shell Kit",
            "price": 2949.09
          },
          {
            "name": "Pearl MCX Masters Natural Birdseye Maple 4pc Shell Pack with 22\" Kick",
            "price": 1768.33
          }
        ]
      },
      {
        "name": "Cymbals",
        "products": [
          {
            "name": "Sabian 18\" HHX Evolution Crash Cymbal - Brilliant",
            "price": 319
          },
          {
            "name": "Zildjian 20\" K Custom Dry Light Ride Cymbal",
            "price": 396.99
          },
          {
            "name": "Zildjian 13\" K Custom Dark Hi Hat Cymbals",
            "price": 414.95
          }
        ]
      }
    ]
  }
}

查詢的嵌套沒有限制，全看我們的查詢和server的實(shí)現(xiàn)。比如西面的例子完全合法：

{
  purchases(client_id: 1) {
    date
    quantity
    total
    product {
      name
      price
      product_category {
        name
      }
    }
    client {
      name
      dob
    }
  }
}

這里我們請求server返回某個(gè)客戶的purchases。查詢里不僅指定了purchase的字段，還指定了相關(guān)的product，product_category的名稱。

GraphQL有非常重要的一個(gè)特點(diǎn)：強(qiáng)類型。

每一個(gè)GraphQL server都要定義類型系統(tǒng)。查詢實(shí)在這個(gè)類型系統(tǒng)的上下文中執(zhí)行的。

也就是說，你可以查詢值類型：Int, Float, String, Boolean和ID。

而上例中的purchase里的字段，product、client和product_category都是對象類型（Object Type）的。這些類型都需要我們自己定義。

由于GraphQL查詢都是結(jié)構(gòu)化的，信息也是類樹結(jié)構(gòu)展示的。值類型（Scalar Type）的可以理解為葉子，對象類型（Object Type）可以理解為樹干。

操作（Operation）和字段別名

在GraphQL查詢中可以為Operation里的字段指定別名。比如查詢里指定了字段cymbal_size，但是客戶端只能接受diameter。另外查詢的返回結(jié)果都包含在以operation名稱為key的對象里，所以這個(gè)名稱也可以設(shè)置一個(gè)別名：

{
  my_product: product(id: 3) {
    id 
    name
    diameter: cymbal_size
  }
}

返回的數(shù)據(jù)：

{
  "data": {
    "my_product": {
      "id": "3",
      "name": "Zildjian 13\" K Custom Dark Hi Hat Cymbals",
      "diameter": "13\""
    }
  }
}

Fragments

現(xiàn)在，客戶端APP要獲取另個(gè)分開的list： drum sets和cymbals。在GraphQL里你不會被限制在一個(gè)operation里。同時(shí)我們也可以像設(shè)置字段別名那樣設(shè)置返回結(jié)果的別名：

query {
  drumsets: product(product_category_id: 1) {
    id
    name
    manufacturer
    price
    pieces
    shell_size
    shell_type
  }

  cymbals: products(product_category_id: 2) {
    id
    name
    manufacturer
    price
    cymbal_size
  }
}

你可能已經(jīng)注意到，在查詢的兩個(gè)對象中都包含了字段：id、name、manufacturer、price。

為了避免重復(fù)字段，我們可以使用GraphQL提供的Fragments。我們來把重復(fù)的字段都提出來，放到一個(gè)fragment里：

query {
  drumsets: products(product_category_id: 1) {
    ...ProductCommonFields
    prices
    shell_size
    shell_type
  }

  cymbals: products(product_category_id: 2) {
    ...ProductCommonFields
    cymbal_size
  }
}

fragment ProductCommonFields on Product {
  id
  name
  manufacturer
  price
}

要使用一個(gè)Fragment就使用操作符：...。

變量（Variable）

我們要減少查詢語句中的重復(fù)，我們來看看另外的一個(gè)例子該如何處理：

client(id: 1) {
  name
  dob
}

purchasses(client_id: 1) {
  date
  quantity
  total
  product {
    name 
    price
    product_category {
      name
    }
  }
  client {
    name 
    dob 
  }
}

我們使用兩個(gè)operation查詢server，并且每個(gè)都包含了client_id參數(shù)。如果可以把這個(gè)集中到一起就非常好了。我們可以使用GraphQL的變量來實(shí)現(xiàn)這個(gè)效果。我們來添加一個(gè)clientID變量。

query($clientId: Int) {
  client(id: $clientId) {
    name
    dob
  }

  purchases(client_id: $clientId) {
    date
    quantity
    total
    product {
      name
      price
      product_category {
        name
      }
    }
    client {
      name
      dob
    }
  }
}

我們在operation的前面定義了變量，然后我們就可以在整個(gè)查詢中使用這個(gè)變量了。 為了使用變量的定義，我們需要在查詢的時(shí)候附帶變量值的JSON。

{
  "clientId": 1
}

當(dāng)然，我們也可以指定一個(gè)默認(rèn)值：

query ($date: String = "2017/01/28") {
  purchases(date: $date) {
    date
    quantity
    total
  }
}

Mutation（修改）

GraphQL不僅可以用來查詢數(shù)據(jù)，也可以創(chuàng)建、更新和銷毀數(shù)據(jù)。當(dāng)然和查詢一樣，這些也需要server端有對應(yīng)的實(shí)現(xiàn)。增、刪、改一類的operation在GraphQL里統(tǒng)稱為Muration（修改）。我們就通過幾個(gè)例子來演示一下mutation。

mutation {
  create_client (
    name: "查理大叔"
    dob: "2017/01/28"
  ) {
    id 
    name
    dob
  }
}

我們現(xiàn)在指定operation的類型為mutation，而不是query。在create_client操作里我們傳入了創(chuàng)建一個(gè)client需要的數(shù)據(jù)，并最終返回一個(gè)查詢集合：

{
  "data": {
    "create_client": {
      "id": "5",
      "name": "查理大叔",
      "dob": "2017/01/28"
    }
  }
}

上面的數(shù)據(jù)有一點(diǎn)錯(cuò)誤，生日不對。下面就來用更新來fix這個(gè)錯(cuò)誤：

mutation {
  update_client (
    id: 5
    dob: "1990/01/01"
  ) {
    id
    name
    dob
  }
}

最后，如果我們要?jiǎng)h除這個(gè)數(shù)據(jù)可以這樣：

mutation {
  destroy_client(id: 5) {
    name 
    dob
  }
}

注意：create_client、update_client和destroy_client這些operation都是在GraphQL server實(shí)現(xiàn)好的。如果有什么方法可以知道GraphQL server都實(shí)現(xiàn)了什么方法不是很好，是的有GraphQL的doc可以查看。

定義說明

GraphQL的一個(gè)非常好的特性就是，它會根據(jù)已經(jīng)定義好的類型系統(tǒng)來自動生成出一個(gè)說明文檔。這樣你就不用一次一次的翻看代碼，而直接查看文檔來了解operation的全部實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。如果你用的是express-graphql, 并設(shè)置graphiql為true的話，那么就會生成一個(gè)web的調(diào)試界面。在最右側(cè)可以直接使用doc：

app.use('/mobile/egoods', graphqlHTTP({
  schema: schema,
  rootValue: root,
  graphiql: true,
  pretty: IS_DEVELOPMENT,
}))

或者，也可以使用對于應(yīng)定義好的schema的查詢，如：

{
  __schema {
    queryType {
      name 
      fields {
        name
      }
    }
  }
}

結(jié)果為：

{
  "data": {
    "__schema": {
      "queryType": {
        "name": "Query",
        "fields": [
          {
            "name": "client"
          },
          {
            "name": "clients"
          },
          {
            "name": "product"
          },
          {
            "name": "product_categories"
          },
          {
            "name": "product_category"
          },
          {
            "name": "products"
          }
        ]
      }
    }
  }
}

對于mutation類型的操作也是一樣的:

{
  __schema {
    mutationType {
      name
      fields {
        name
      }
    } 
  }
}

查詢的結(jié)果為：

{
  "data": {
    "__schema": {
      "mutationType": {
        "name": "Mutation",
        "fields": [
          {
            "name": "create_client"
          },
          {
            "name": "destroy_client"
          },
          {
            "name": "update_client"
          }
        ]
      }
    }
  }
}

就像上文展示的一樣，你還可以查詢很多其他的內(nèi)容。比如：

{
  __schema {
    queryType {
      name
      fields {
        name
        args {
          name
        }
      }
    }
  }
}

我們來簡單的看看結(jié)果是什么樣的：

{
  "data": {
    "__schema": {
      "queryType": {
        "name": "Query",
        "fields": [
          {
            "name": "clients",
            "args": [
              {
                "name": "ids"
              },
              {
                "name": "name"
              },
              {
                "name": "dob"
              }
            ]
          },
          {
            ...
          },
          {
            "name": "products",
            "args": [
              {
                "name": "ids"
              },
              {
                "name": "product_category_id"
              },
              {
                "name": "order"
              },
              {
                "name": "limit"
              }
            ]
          }
        ]
      }
    }
  }
}

你會看到server實(shí)現(xiàn)了一個(gè)clients的查詢operation，參數(shù)為ids、name和dob。第二個(gè)操作是products，在這里的參數(shù)是ids、product_category_id和order、limit。

最后

GraphQL可以讓我們定義更加便捷的查詢Server。如果你有興趣學(xué)習(xí)的話，我強(qiáng)烈的建議你可以讀一讀GraphQL的定義說明，然后試著自己實(shí)現(xiàn)一個(gè)GraphQL server。

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Graphql入門

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GraphQL工作機(jī)制

操作（Operation）和字段別名

Fragments

變量（Variable）

Mutation（修改）

定義說明

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