Graphql入门

GraphQL是一个查询语言，由Facebook开发，用于替换RESTful API。服务端可以用任何的语言实现。具体的你可以查看Facebook关于GraphQL的文档和各种语言的实现

GraphQL的小历史

早在2012年，Facebook认为人们只有在离开PC的时候才会用智能手机，很快他们就发现这个认识是多么的错误！于是Facebook把注意力从Web移到了智能终端上。在那个时候，他们严重的依赖于RESTful API。大量的并发请求和对补充数据的二次请求给他们造成了很大的麻烦，尤其是响应时间。一个解决方案是设计足够多的资源来满足单次的请求。但是，这造成了服务端的扩展和维护困难。

在寻找更好的解决方案的过程中，Facebook的工程师发现开发人员不应该先入为主的把数据看成RESTful一样的集合。如何更好地存储和获取数据不应该是他们要主要考虑的内容。他们应该更多的考虑数据的关系，网状的关系。

在这个情况下GraphQL应运而生。

GraphQL工作机制

一个GraphQL查询可以包含一个或者多个操作（operation），类似于一个RESTful API。操作（operation）可以使两种类型：查询（Query）或者修改（mutation）。我们看一个例子：

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

你的第一印象：“这个不是JSON？”。还真不是！就如我们之前说的，GraphQL设计的中心是为客户端服务。GraphQL的设计者希望可以写一个和期待的返回数据schema差不多的查询。

注意上面的例子有三个不同的部分组成:

• client是查询的operation
• (id: 1)包含了传入给Query的参数
• 查询包含id和name字段，这些字段也是我们希望查询可以返回的

我们看看server会给这个查询返回什么：

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

就如我们期望的，server会返回一个JSON串。这个JSON的schema和查询的基本一致。

我们再看看另一个例子：

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

这次我们查询products，并传入两个参数：product_category_id用于过滤，一个指明按照price字段降序排列。查询中包含的字段是：name、shell_size、manufacturer和price）。

你可能已经猜到返回的结果是什么样子的了：

{
  "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
      }
    ]
  }
}

从这几个初级的例子里你可以看出来GraphQL允许客户端明确指定它要的是什么，避免了数据后去的冗余或者不足。和RESTful API对比一下，每一个客户端都会对应很多个RESTful API或者一个API要服务很多个客户端。所以说GraphQL是很好的查询语言。所有的operation、参数和所有可以查询的字段都需要在GraphQL server上定义、实现。

GraphQL还解决了另外一个问题。假设我们要查询product_categories和相关的products。在一个RESTful server上你可以实现一个API，返回全部的数据。但是，大多数的情况下，客户端会先请求product_categories之后在其他的请求中获取相关的某些products。

我们看看使用GraphQL可以怎么做：

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

我们这一次没有使用参数。在查询中我们指定了我么需要每一个product_category的name，还有所有的这个类别下的产品，每个产品的字段也都分别指定。返回的结果：

{
  "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
          }
        ]
      }
    ]
  }
}

查询的嵌套没有限制，全看我们的查询和server的实现。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
    }
  }
}

这里我们请求server返回某个客户的purchases。查询里不仅指定了purchase的字段，还指定了相关的product，product_category的名称。

GraphQL有非常重要的一个特点：强类型。

每一个GraphQL server都要定义类型系统。查询实在这个类型系统的上下文中执行的。

也就是说，你可以查询值类型：Int, Float, String, Boolean和ID。

而上例中的purchase里的字段，product、client和product_category都是对象类型（Object Type）的。这些类型都需要我们自己定义。

由于GraphQL查询都是结构化的，信息也是类树结构展示的。值类型（Scalar Type）的可以理解为叶子，对象类型（Object Type）可以理解为树干。

操作（Operation）和字段别名

在GraphQL查询中可以为Operation里的字段指定别名。比如查询里指定了字段cymbal_size，但是客户端只能接受diameter。另外查询的返回结果都包含在以operation名称为key的对象里，所以这个名称也可以设置一个别名：

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

返回的数据：

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

Fragments

现在，客户端APP要获取另个分开的list： drum sets和cymbals。在GraphQL里你不会被限制在一个operation里。同时我们也可以像设置字段别名那样设置返回结果的别名：

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
  }
}

你可能已经注意到，在查询的两个对象中都包含了字段：id、name、manufacturer、price。

为了避免重复字段，我们可以使用GraphQL提供的Fragments。我们来把重复的字段都提出来，放到一个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
}

要使用一个Fragment就使用操作符：...。

变量（Variable）

我们要减少查询语句中的重复，我们来看看另外的一个例子该如何处理：

client(id: 1) {
  name
  dob
}

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

我们使用两个operation查询server，并且每个都包含了client_id参数。如果可以把这个集中到一起就非常好了。我们可以使用GraphQL的变量来实现这个效果。我们来添加一个clientID变量。

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

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

我们在operation的前面定义了变量，然后我们就可以在整个查询中使用这个变量了。 为了使用变量的定义，我们需要在查询的时候附带变量值的JSON。

{
  "clientId": 1
}

当然，我们也可以指定一个默认值：

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

Mutation（修改）

GraphQL不仅可以用来查询数据，也可以创建、更新和销毁数据。当然和查询一样，这些也需要server端有对应的实现。增、删、改一类的operation在GraphQL里统称为Muration（修改）。我们就通过几个例子来演示一下mutation。

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

我们现在指定operation的类型为mutation，而不是query。在create_client操作里我们传入了创建一个client需要的数据，并最终返回一个查询集合：

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

上面的数据有一点错误，生日不对。下面就来用更新来fix这个错误：

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

最后，如果我们要删除这个数据可以这样：

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

注意：create_client、update_client和destroy_client这些operation都是在GraphQL server实现好的。如果有什么方法可以知道GraphQL server都实现了什么方法不是很好，是的有GraphQL的doc可以查看。

定义说明

GraphQL的一个非常好的特性就是，它会根据已经定义好的类型系统来自动生成出一个说明文档。这样你就不用一次一次的翻看代码，而直接查看文档来了解operation的全部实现细节。如果你用的是express-graphql, 并设置graphiql为true的话，那么就会生成一个web的调试界面。在最右侧可以直接使用doc：

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

或者，也可以使用对于应定义好的schema的查询，如：

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

结果为：

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

对于mutation类型的操作也是一样的:

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

查询的结果为：

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

就像上文展示的一样，你还可以查询很多其他的内容。比如：

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

我们来简单的看看结果是什么样的：

{
  "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"
              }
            ]
          }
        ]
      }
    }
  }
}

你会看到server实现了一个clients的查询operation，参数为ids、name和dob。第二个操作是products，在这里的参数是ids、product_category_id和order、limit。

最后

GraphQL可以让我们定义更加便捷的查询Server。如果你有兴趣学习的话，我强烈的建议你可以读一读GraphQL的定义说明，然后试着自己实现一个GraphQL server。