GraphQL在react中的应用示例详解

React
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2023-03-18
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在 React 项目中全量使用 Hooks的方法
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目录
  • 什么是 GraphQL
  • GraphQL出现的意义
  • 传统API存在的主要问题：
  • GraphQL 如何解决问题
  • GraphQL基本语法
  • 标量类型
  • 对象类型
  • 枚举类型
  • GraphQL 内置指令
  • 什么是 Apollo
  • apollo-server
  • 处理流程
  • 1.解析阶段
  • 2.校验阶段
  • 3.执行阶段
  • Schema
  • 给server端带来的便利性
  • 创建client
  • 将client注入到react
  • 数据请求
  • 数据缓存
  • apollo-client
  • 总结
  • GraphQL 的优缺点
  • 优点
  • 缺点

什么是 GraphQL

GraphQL由Facebook发起，其手机客户端自2012年起，就全面采用了GraphQL查询语言， 2015年， Facebook全面开源了第一份GraphQL规范。 GraphQL 对你的 API 中的数据提供了一套易于理解的完整描述，是一种规范，使得客户端能够准确地获得它需要的数据，而且没有任何冗余.

GraphQL出现的意义

传统API存在的主要问题：

  • 接口数量众多维护成本高：接口的数量通常由业务场景的数量决定，为了尽量减少接口数量，服务端工程师通常会对业务做抽象，首先构建粒度较小的数据接口，再根据业务场景对数据接口进行组合，对外暴露业务接口，即便这样，服务端对前端暴露的接口数量还是非常多，因为业务总是多变的。
  • 接口扩展成本高：出于带宽的考虑移动端我们要求接口返回尽量少的字段，PC 端通常要展现更多字段；考虑首屏性能，我们又要求对接口做合并；传统 API 应对这些需求，前后端都面临改造，成本较高。
  • 接口响应的数据格式无法预知：由于接口文档几乎总是不能及时更新，前端工程师无法预知接口响应的数据格式，影响前端开发进度。

GraphQL 如何解决问题

请求参数在发送到服务端之前会先经过 GraphQL Client 转换成客户端 Schema，这段 Schema 其实是一段 query 开头的字符串，描述了客户端的对数据的述求：调用哪个方法，传递什么样的参数，返回哪些字段。服务端拿到这段 Schema 之后，通过事先定义好的服务端 Schema 接收请求参数并执行对应的 resolve 函数提供数据服务。

GraphQL基本语法

参考 [GraphQL][1] 官网文档

标量类型

GraphQL 自带一组默认标量类型： Int：有符号 32 位整数。 Float：有符号双精度浮点值。 String：UTF‐8 字符序列。 Boolean：true 或者 false。 ID：ID 标量类型表示一个唯一标识符，通常用以重新获取对象或者作为缓存中的键。ID 类型使用和 String 一样的方式序列化。

对象类型

一个 GraphQL schema 中的最基本的组件是对象类型，它就表示你可以从服务上获取到什么类型的对象，以及这个对象有什么字段

type Character {
    name: String!
    list: [Episode!]!
}
myField: [String!]
myField: null 
myField: [] 
myField: ['a', 'b'] 
myField: ['a', null, 'b'] 
myField: [String]!
myField: null
myField: []
myField: ['a', 'b'] 
myField: ['a', null, 'b']

GraphQL 对象类型上的每一个字段都可能有零个或者多个参数，

type Starship {
    id: ID!
    name: String!
    length(unit: LengthUnit = METER): Float
}

枚举类型

enum Episode {
    NEWHOPE
    EMPIRE
    JEDI
}

这表示无论我们在 schema 的哪处使用了 Episode，都可以肯定它返回的是 NEWHOPE、EMPIRE 和 JEDI 之一。

对象类型、标量以及枚举是 GraphQL 中你唯一可以定义的类型种类。但是当你在 schema 的其他部分使用这些类型时，或者在你的查询变量声明处使用时，你可以给它们应用额外的类型修饰符来影响这些值的验证。

type Character {
    name: String!
    list: [Episode]!
}

GraphQL 内置指令

GraphQL 中内置了两款逻辑指令，指令跟在字段名后使用。

@include 当条件成立时，查询此字段

query {
    search {
        actors @include(if: $queryActor) {
            name
        }
    }
}

@skip 当条件成立时，不查询此字段

query {
    search {
        comments @skip(if: $noComments) {
            from
        }
    }
}

  • 操作类型：指定本请求体要对数据做什么操作，类似与 REST 中的 GET POST。GraphQL 中基本操作类型有 query 表示查询，mutation 表示对数据进行操作，例如增删改操作，subscription 订阅操作。
  • 操作名称：操作名称是个可选的参数，操作名称对整个请求并不产生影响，只是赋予请求体一个名字，可以作为调试的依据。
  • 变量定义：在 GraphQL 中，声明一个变量使用符号开头，冒号后面紧跟着变量的传入类型。如果要使用变量，直接引用即可，例如上面的movie就可以改写成movie(name:符号开头，冒号后面紧跟着变量的传入类型。如果要使用变量，直接引用即可，例如上面的 movie 就可以改写成 movie(name: 符号开头，冒号后面紧跟着变量的传入类型。如果要使用变量，直接引用即可，例如上面的movie就可以改写成movie(name:name)。
query Hero($episode: Int!, $withFriends: Boolean!) {
    hero(episode: $episode) {
        name
        friends @include(if: $withFriends) {
        name
        }
    }
}

什么是 Apollo

Meteor 团队有着很丰富的数据流控制经验，他们发现了 Relay 的不便之处，引领业界通过使用他们开发的 Apollo 享受到更简洁的接口，Apollo 是基于GraphQL的全栈解决方案集合。包括了 apollo-client 和 apollo-server ；从后端到前端提供了对应的 lib ，使开发使用 GraphQL 更加的方便。

apollo-server

apollo-server是一个在nodejs上构建grqphql服务端的web中间件。支持express，koa 等框架。 参考 [apollo-server][2] 官网文档

处理流程

主要是通过官方graphql-js库进行处理

1.解析阶段

为了识别客户端 Schema， graphql-js 定义了一系列的特征标识符：

export const TokenKind = Object.freeze({
    BANG: '!',
    DOLLAR: '$',
    PAREN_L: '(',
    PAREN_R: ')',
    SPREAD: '...',
    COLON: ':',
    EQUALS: '=',
    BRACKET_L: '[',
    BRACKET_R: ']',
    ...
});

并定义了 AST 语法树规范，规定语法树支持以下节点：

export const Kind = Object.freeze({
    // Name
    NAME: 'Name',
    // Document
    DOCUMENT: 'Document',
    OPERATION_DEFINITION: 'OperationDefinition',
    VARIABLE_DEFINITION: 'VariableDefinition',
    VARIABLE: 'Variable',
    // Values
    INT: 'IntValue',
    FLOAT: 'FloatValue',
    STRING: 'StringValue',
    BOOLEAN: 'BooleanValue',
    ...
});

有了特征字符串与 AST 语法树规范，GraphQL Server 对客户端 Schema 进行逐字符扫描,如果客户端 Schema 不符合服务端定义的 AST 规范，解析过程会直接抛出语法异常。

2.校验阶段

校验阶段用于验证客户端 Schema 是否按照服务端 Schema 定义好的方式获取数据，比如：获取数据的方法名是否有误，必填项是否有值等等，校验范围一共有几十种，不一一举例。

{
    "errors":[
        {
            "message":"Cannot query field "getU" on type "Query". Did you mean "getUser"?",
            "locations":[
                {
                    "line":3,
                    "column":9
                }
            ]
        }
    ]
}

不仅返回结构化的报错信息，还非常人性化的告诉你正确的调用方式是什么。校验阶段通过之后会进入执行阶段.

3.执行阶段

执行阶段依赖的输入为：解析阶段的产出物 document ，服务端 Schema；其中 document 准确描述了客户端对数据的述求：请求哪个方法，参数是什么，需要哪些字段；服务端 Schema 描述了提供数据的方式。执行服务端 Schema 中的 resolve 函数，得到执行阶段的输出。每个类型的每个字段都由一个 resolver 函数支持，该函数由 GraphQL 服务器开发人员提供。

Schema

Schema可以说是GraphQL最具核心的部分，其描述了整个接口向外暴露的形式；像Restful API，我们会定义一个查询所有人的接口url定义为：/api/v1/user/getUsers，而查询人具体信息的接口url为：/api/v1/user/getUserById,前端人员调用起来很直观。但是graphql是完全不一样的使用方式，其向前端暴露的url就一个像/api/graphql之类的，那这么多接口怎么区分呢？

一个graphql接口都有一个Schema定义，其定义三种操作方式：query（查询）,mutation（变更）和subscription（监听）。再往下延伸，一个查询中包含多个field，也就是多种不同的查询，比如query user查询人，query message查询消息，query weather查询天气，通过这些就实现了Restful API使用多个url来达到不同操作的效果。

给server端带来的便利性

由于 GraphQL 通过客户端 Schema 而不是通过 URL 描述数据述求，所以理论上服务端只需要对客户端暴露一个地址即可， 解决了接口数量众多维护成本高的问题； 同时，服务端提供的是全量字段，客户端可按需获取，面对接口扩展的需求，服务端没有开发成本；

import express from 'express';
import { graphiqlExpress, graphqlExpress } from 'apollo-server-express';
const app = express();
app.use('/graphql', graphqlExpress({
    schema,
}));
app.use('/graphiql', graphiqlExpress({
    endpointURL: '/graphql'
}));

apollo-client

参考 [apollo-client][3] 官网文档

创建client

import ApolloClient from "apollo-boost";
const client = new ApolloClient({
  uri: "https://48p1r2roz4.sse.codesandbox.io"
});

在我们将Apollo Client连接到React之前，让我们先尝试发送查询。记住首先导入gql用于将查询字符串解析为查询文档。

import gql from "graphql-tag";
...
client.query({
    query: gql`
      {
        rates(currency: "USD") {
          currency
        }
      }
    `
  })
  .then(result => console.log(result));

将client注入到react

react-apollo提供ApolloProvider组件，ApolloProvider类似于redux的provider。它会把apollo客户端放入到React app的上下文里，以便在组件树的任何地方都是可以获取到apollo客户端。

import React from "react";
import { render } from "react-dom";
import { ApolloProvider } from "react-apollo";
const App = () => (
  <ApolloProvider client={client}>
    <div>
      <h3>My first Apollo app 🚀</h3>
    </div>
  </ApolloProvider>
);
render(<App />, document.getElementById("root"));

数据请求

1.通过react-apollo提供的graphql函数获取数据，并connect到组建中，就可以在组件的this.props中看到多了个data对象，

import React, { Component } from 'react';
import { graphql } from 'react-apollo';
import gql from 'graphql-tag';
export const USERS_QUERY = gql`
  query UserQuery($pageNum: Int,$pageSize:Int){
    users(pageNum:$pageNum,pageSize:$pageSize ) {
      pageNum
      pageSize
      total
      data {
        userName
      }
    }
  }
`;
const withQuery = graphql(USERS_QUERY, {
  options: () => ({
    variables: {
      pageNum: 3,
      pageSize: 8,
    },
  }),
});
class List extends Component {
  constructor(props) {
    super(props);
    this.state = {};
  }
  render() {
    const { data: { loading, error, users } } = this.props;
    if (loading) {
      return <div className="loading">Loading...</div>;
    }
    if (error) return `Error! ${error.message}`;
    const { total } = users;
    };
    return (
        <div>
            <p className="total">总共<span>{total}</span>人</p>
        </div>
    );
  }
}
export default withQuery(List);

data中包含loading, error, users等字段

当React安装Query组件时，Apollo Client会自动触发查询。如果想延迟触发查询，直到用户执行操作（例如单击按钮），该怎么办？对于这种情况，可以使用ApolloConsumer组件并直接调用client.query()。

import React, { Component } from 'react';
import { ApolloConsumer } from 'react-apollo';
class DelayedQuery extends Component {
  state = { dog: null };
  onDogFetched = dog => this.setState(() => ({ dog }));
  render() {
    return (
      <ApolloConsumer>
        {client => (
          <div>
            {this.state.dog && <img src={this.state.dog.displayImage} />}
            <button
              onClick={async () => {
                const { data } = await client.query({
                  query: GET_DOG_PHOTO,
                  variables: { breed: "bulldog" }
                });
                this.onDogFetched(data.dog);
              }}
            >
              Click me!
            </button>
          </div>
        )}
      </ApolloConsumer>
    );
  }
}

2.通过apollo提供的组件获取

import gql from "graphql-tag";
import { Query } from "react-apollo";
const GET_DOG_PHOTO = gql`
  query Dog($breed: String!) {
    dog(breed: $breed) {
      id
      displayImage
    }
  }
`;
const DogPhoto = ({ breed }) => (
  <Query query={GET_DOG_PHOTO} variables={{ breed }} pollInterval={500}>
    {({ loading, error, data, startPolling, stopPolling }) => {
      if (loading) return null;
      if (error) return `Error!: ${error}`;
      return (
        <img src={data.dog.displayImage} style={{ height: 100, width: 100 }} />
      );
    }}
  </Query>
);

通过设置pollInterval为500，每隔0.5秒看到一个新的小狗图像。 当我们从Query组件中获取数据时，看看Apollo Client幕后发生的事情。

1.当Query组件安装时，Apollo Client会为我们的查询创建一个observable。我们的组件通过Apollo Client缓存订阅查询结果。

2.首先，我们尝试从Apollo缓存加载查询结果。如果它不在那里，我们将请求发送到服务器。

3.数据恢复后，我们将其标准化并将其存储在Apollo缓存中。由于Query组件订阅了结果，因此它会自动更新数据。

数据缓存

创建本地缓存

import { ApolloClient } from 'apollo-client'
import { withClientState } from 'apollo-link-state'
import { HttpLink } from 'apollo-link-http'
import { InMemoryCache } from 'apollo-cache-inmemory'
import { resolvers, typeDefs, defaults } from '../client/index'
const cache = new InMemoryCache()
const client = new ApolloClient({
  cache, // 本地数据存储
  link: withClientState({ resolvers, defaults, cache, typeDefs }).concat(
    new HttpLink({
      uri: 'http://localhost:4001/graphql',
      opts: {
        credentials: 'cross-origin',
      },
    })
  ),
})

要直接与缓存交互，可以使用Apollo Client方法readQuery，readFragment，writeQuery和writeFragment。

总结

如果使用 GraphQL，那么后端将不再产出 API，而是将 Controller 层维护为 Resolver，和前端约定一套 Schema，这个 Schema 将用来生成接口文档，前端直接通过 Schema 或生成的接口文档来进行自己期望的请求。

GraphQL 的优缺点

优点

所见即所得：所写请求体即为最终数据结构 减少网络请求：复杂数据的获取也可以一次请求完成 Schema 即文档：定义的 Schema 也规定了请求的规则 类型检查：严格的类型检查能够消除一定的认为失误

缺点

增加了服务端实现的复杂度：一些业务可能无法迁移使用 GraphQL，虽然可以使用中间件的方式将原业务的请求进行代理，这无疑也将增加复杂度和资源的消耗

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