Spring Boot使用GraphQL开发Web API

前言

传统的Restful API 存在诸多的问题，首先它无法控制返回的字段，前端也无法预判后端的返回结果，另外不同的返回结果对应不同的请求地址，这就导致了多次请求的问题。而GraphQL正是基于这样的背景而构建出来的API查询语言，相对于传统Restful API 它具有以下几个优点：

• 灵活性：GraphQL 可以根据客户端的需求灵活地查询数据，而不是像 RESTful API 那样返回固定结构的数据。

• 减少网络请求：GraphQL 允许客户端在一次请求中获取多个资源，这有助于减少网络请求的数量和提高性能。

• 强类型：GraphQL 有一种强类型系统，客户端可以在编译时检测到查询中的错误，这有助于减少运行时错误。

• 可缓存：GraphQL 具有可缓存性，这意味着服务器可以缓存查询的结果，从而提高性能和可伸缩性。

• 文档化：GraphQL 具有自我文档化的能力，使得开发者可以快速了解 API 的结构和功能。

Spring Boot中GraphQL的实现方案

如果后端语言为Java，那么GraphQL Java则是实现GraphQL的基础库。另外Spring已经整合了GraphQL，如果项目中使用了Spring，那么更加推荐Spring GraphQL。

Spring GraphQL的开发总体分为如下几个步骤

1. 添加 Spring GraphQL 依赖项

在您的项目中添加 Spring GraphQL 依赖项。您可以通过 Maven 或 Gradle 等构建工具来添加依赖项。例如，如果您使用 Maven，则可以添加以下依赖项

        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-graphql</artifactId>
        </dependency>

2. 定义 GraphQL Schema

在您的应用程序中定义 GraphQL Schema。Schema 定义了可查询的类型和字段。您可以使用 SDL（Schema Definition Language）或编程方式定义 Schema。

对于Spring Boot 工程来说schema文件放到resources/graphql/目录下，文件名后缀graphqls，下面是我定义一个的简单的schema.graphqls。

它指定了两个查询实现，author(id:Int)表示通过id查询Author，allAuthors则表示查询Author数组。

schema {
    query: Query
}

type Query {
    author(id:Int): Author
    allAuthors: [Author]
}

type Author {
    id:Int
    firstName:String
    lastName:String
    email:String
    birthdate:String
}

3. 实现RuntimeWiringConfigurer

RuntimeWiringConfigurer是实现GraphQL获取数据的核心，使用GraphQL并不能直接去掉Mybatis/Jpa这类持久层框架，从数据库获取数据仍然需要这类框架的支持。

而RuntimeWiringConfigurer则类似于Spring中的service层，它是实现基础数据的核心。

以下是一个简单示例：

@Component
public class AuthorWiring implements RuntimeWiringConfigurer {

    private final AuthorRepository authorRepository;

    public AuthorWiring(AuthorRepository authorRepository) {
        this.authorRepository = authorRepository;
    }

    @Override
    public void configure(RuntimeWiring.Builder builder) {
        builder.type("Query", typeWiring -> typeWiring
                        .dataFetcher("allAuthors", environment -> authorRepository.findAll())
                        .dataFetcher("author", environment -> authorRepository.getReferenceById(environment.getArgument("id")))
    }
}

这里configure方法内部分别定义了两个DataFetcher对象，用来指定author和allAuthors查询数据的方式，可以看出依然是通过JPA去查询数据。

4. 定义GraphQL Controller

我么定义GraphQLController用来接收web请求的入参，示例如下：

@RestController
@RequestMapping("graphql")
public class GraphQLController {

    private final GraphQL graphQL;

    @Autowired
    public GraphQLController(GraphQlSource graphQlSource) {
        graphQL = graphQlSource.graphQl();
    }

    @PostMapping("query")
    public ResponseEntity<Object> query(@RequestBody String query) {
        ExecutionResult result = graphQL.execute(query);
        return ResponseEntity.ok(result.getData());
    }
}

代码中GraphQL对象是执行查询的入口，但GraphQL只有一个私有的构造方法，所以不能直接注入，必须通过注入GraphQlSource的方式来获取GraphQL对象。

注意在GraphQL中我们只能使用String来接收参数，无法使用model对象，这是因为Graph请求参数并不是json结构。

5. 测试Graph请求

我们创建一个graphql.http的文件，用于在idea中执行http请求

### Send POST request with json body
POST http://localhost:8080/graphql/query
Content-Type: application/json

{
  author(id: 1) {
    id
    firstName
    lastName
    birthdate
  }
}

### Send POST request with json body
POST http://localhost:8080/graphql/query
Content-Type: application/json

{
  allAuthors {
    id
    firstName
    lastName
    birthdate
  }
}

运行author(id: 1) 的查询，可以看到正常返回结果了。如果我们只需要 firstName和lastName两个字段，那么在请求入参中直接去掉id和birthdate就好了，而不用改动任何后端代码。

完整项目已上传github graphql-demo，有问题您可在博客下面留言，欢迎交流。