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Impara i pattern di progettazione di schemi GraphQL scalabili per creare API robuste e manutenibili che si rivolgono a un pubblico globale. Padroneggia schema stitching, federazione e modularizzazione.

Progettazione di Schemi GraphQL: Pattern Scalabili per API Globali

GraphQL è emerso come una potente alternativa alle API REST tradizionali, offrendo ai client la flessibilità di richiedere esattamente i dati di cui hanno bisogno. Tuttavia, man mano che la tua API GraphQL cresce in complessità e portata – in particolare quando serve un pubblico globale con requisiti di dati diversi – un'attenta progettazione dello schema diventa cruciale per la manutenibilità, la scalabilità e le prestazioni. Questo articolo esplora diversi pattern di progettazione di schemi GraphQL scalabili per aiutarti a costruire API robuste in grado di gestire le esigenze di un'applicazione globale.

L'Importanza di una Progettazione di Schemi Scalabile

Uno schema GraphQL ben progettato è il fondamento di un'API di successo. Esso detta come i client possono interagire con i tuoi dati e servizi. Una cattiva progettazione dello schema può portare a una serie di problemi, tra cui:

Per le applicazioni globali, questi problemi vengono amplificati. Regioni diverse possono avere requisiti di dati, vincoli normativi e aspettative di prestazioni differenti. Una progettazione di schemi scalabile ti consente di affrontare queste sfide in modo efficace.

Principi Chiave della Progettazione di Schemi Scalabili

Prima di addentrarci nei pattern specifici, delineiamo alcuni principi chiave che dovrebbero guidare la progettazione del tuo schema:

Pattern di Progettazione di Schemi Scalabili

Ecco diversi pattern di progettazione di schemi scalabili che puoi utilizzare per costruire API GraphQL robuste:

1. Cucitura di Schemi (Schema Stitching)

La cucitura di schemi (schema stitching) permette di combinare più API GraphQL in un unico schema unificato. Questo è particolarmente utile quando hai team o servizi diversi responsabili di parti differenti dei tuoi dati. È come avere diverse mini-API e unirle tramite un'API 'gateway'.

Come funziona:

  1. Ogni team o servizio espone la propria API GraphQL con il proprio schema.
  2. Un servizio gateway centrale utilizza strumenti di cucitura di schemi (come Apollo Federation o GraphQL Mesh) per unire questi schemi in un unico schema unificato.
  3. I client interagiscono con il servizio gateway, che instrada le richieste alle API sottostanti appropriate.

Esempio:

Immagina una piattaforma di e-commerce con API separate per prodotti, utenti e ordini. Ogni API ha il proprio schema:

  
    # API Prodotti
    type Product {
      id: ID!
      name: String!
      price: Float!
    }

    type Query {
      product(id: ID!): Product
    }

    # API Utenti
    type User {
      id: ID!
      name: String!
      email: String!
    }

    type Query {
      user(id: ID!): User
    }

    # API Ordini
    type Order {
      id: ID!
      userId: ID!
      productId: ID!
      quantity: Int!
    }

    type Query {
      order(id: ID!): Order
    }

Il servizio gateway può cucire questi schemi insieme per creare uno schema unificato:

  
    type Product {
      id: ID!
      name: String!
      price: Float!
    }

    type User {
      id: ID!
      name: String!
      email: String!
    }

    type Order {
      id: ID!
      user: User! @relation(field: "userId")
      product: Product! @relation(field: "productId")
      quantity: Int!
    }

    type Query {
      product(id: ID!): Product
      user(id: ID!): User
      order(id: ID!): Order
    }

Nota come il tipo Order ora includa riferimenti a User e Product, anche se questi tipi sono definiti in API separate. Ciò si ottiene tramite direttive di cucitura dello schema (come @relation in questo esempio).

Vantaggi:

Considerazioni:

2. Federazione di Schemi (Schema Federation)

La federazione di schemi è un'evoluzione della cucitura di schemi, progettata per risolvere alcune delle sue limitazioni. Fornisce un approccio più dichiarativo e standardizzato alla composizione di schemi GraphQL.

Come funziona:

  1. Ogni servizio espone un'API GraphQL e annota il suo schema con direttive di federazione (es. @key, @extends, @external).
  2. Un servizio gateway centrale (che utilizza Apollo Federation) usa queste direttive per costruire un supergraph, una rappresentazione dell'intero schema federato.
  3. Il servizio gateway utilizza il supergraph per instradare le richieste ai servizi sottostanti appropriati e risolvere le dipendenze.

Esempio:

Usando lo stesso esempio di e-commerce, gli schemi federati potrebbero apparire così:

  
    # API Prodotti
    type Product @key(fields: "id") {
      id: ID!
      name: String!
      price: Float!
    }

    type Query {
      product(id: ID!): Product
    }

    # API Utenti
    type User @key(fields: "id") {
      id: ID!
      name: String!
      email: String!
    }

    type Query {
      user(id: ID!): User
    }

    # API Ordini
    type Order {
      id: ID!
      userId: ID!
      productId: ID!
      quantity: Int!
      user: User! @requires(fields: "userId")
      product: Product! @requires(fields: "productId")
    }

    extend type Query {
      order(id: ID!): Order
    }

Nota l'uso delle direttive di federazione:

Vantaggi:

Considerazioni:

3. Progettazione di Schemi Modulare

La progettazione di schemi modulare comporta la scomposizione di un grande schema monolitico in moduli più piccoli e più gestibili. Ciò rende più facile capire, modificare e riutilizzare singole parti della tua API, anche senza ricorrere a schemi federati.

Come funziona:

  1. Identifica i confini logici all'interno del tuo schema (es. utenti, prodotti, ordini).
  2. Crea moduli separati per ogni confine, definendo i tipi, le query e le mutazioni relativi a quel confine.
  3. Usa meccanismi di import/export (a seconda dell'implementazione del tuo server GraphQL) per combinare i moduli in un unico schema unificato.

Esempio (usando JavaScript/Node.js):

Crea file separati per ogni modulo:

  
    // users.graphql
    type User {
      id: ID!
      name: String!
      email: String!
    }

    type Query {
      user(id: ID!): User
    }

    // products.graphql
    type Product {
      id: ID!
      name: String!
      price: Float!
    }

    type Query {
      product(id: ID!): Product
    }

Poi, combinali nel tuo file di schema principale:

  
    // schema.js
    const { makeExecutableSchema } = require('graphql-tools');
    const { typeDefs: userTypeDefs, resolvers: userResolvers } = require('./users');
    const { typeDefs: productTypeDefs, resolvers: productResolvers } = require('./products');

    const typeDefs = [
      userTypeDefs,
      productTypeDefs,
      ""
    ];

    const resolvers = {
      Query: {
        ...userResolvers.Query,
        ...productResolvers.Query,
      }
    };

    const schema = makeExecutableSchema({
      typeDefs,
      resolvers,
    });

    module.exports = schema;

Vantaggi:

Considerazioni:

4. Tipi di Interfaccia e Unione

I tipi di interfaccia e unione permettono di definire tipi astratti che possono essere implementati da più tipi concreti. Questo è utile per rappresentare dati polimorfici, cioè dati che possono assumere forme diverse a seconda del contesto.

Come funziona:

Esempio:

  
    interface Node {
      id: ID!
    }

    type User implements Node {
      id: ID!
      name: String!
      email: String!
    }

    type Product implements Node {
      id: ID!
      name: String!
      price: Float!
    }

    union SearchResult = User | Product

    type Query {
      node(id: ID!): Node
      search(query: String!): [SearchResult!]!
    }

In questo esempio, sia User che Product implementano l'interfaccia Node, che definisce un campo id comune. Il tipo unione SearchResult rappresenta un risultato di ricerca che può essere un User o un Product. I client possono interrogare il campo `search` e poi usare il campo `__typename` per determinare quale tipo di risultato hanno ricevuto.

Vantaggi:

Considerazioni:

5. Pattern di Connessione (Connection Pattern)

Il pattern di connessione è un modo standard per implementare la paginazione nelle API GraphQL. Fornisce un modo coerente ed efficiente per recuperare grandi elenchi di dati in blocchi (chunk).

Come funziona:

Esempio:

  
    type User {
      id: ID!
      name: String!
      email: String!
    }

    type UserEdge {
      node: User!
      cursor: String!
    }

    type UserConnection {
      edges: [UserEdge!]!
      pageInfo: PageInfo!
    }

    type PageInfo {
      hasNextPage: Boolean!
      hasPreviousPage: Boolean!
      startCursor: String
      endCursor: String
    }

    type Query {
      users(first: Int, after: String, last: Int, before: String): UserConnection!
    }

Vantaggi:

Considerazioni:

Considerazioni Globali

Quando si progetta uno schema GraphQL per un pubblico globale, considerare questi fattori aggiuntivi:

Ad esempio, considera un campo per la descrizione del prodotto:


type Product {
 id: ID!
 name: String!
 description(language: String = "en"): String!
}

Questo permette ai client di richiedere la descrizione in una lingua specifica. Se non viene specificata alcuna lingua, il valore predefinito è l'inglese (`en`).

Conclusione

La progettazione di schemi scalabile è essenziale per costruire API GraphQL robuste e manutenibili in grado di gestire le esigenze di un'applicazione globale. Seguendo i principi delineati in questo articolo e utilizzando i pattern di progettazione appropriati, puoi creare API facili da capire, modificare ed estendere, fornendo al contempo eccellenti prestazioni e scalabilità. Ricorda di modularizzare, comporre e astrarre il tuo schema, e di considerare le esigenze specifiche del tuo pubblico globale.

Adottando questi pattern, puoi sbloccare il pieno potenziale di GraphQL e costruire API in grado di alimentare le tue applicazioni per gli anni a venire.