Visaptverošs GraphQL un REST API salīdzinājums, kas palīdz izvēlēties optimālu arhitektūru, apskatot to stiprās, vājās puses un labākos lietošanas gadījumus.
GraphQL pret REST: Pareizās API arhitektūras izvēle jūsu projektam
Nemītīgi mainīgajā tīmekļa un mobilo lietotņu izstrādes vidē pareizas API arhitektūras izvēle ir izšķiroša, lai veidotu efektīvas, mērogojamas un uzturamas lietojumprogrammas. Izceļas divas dominējošas pieejas: REST (Representational State Transfer) un GraphQL. Lai gan REST gadiem ilgi ir bijis standarts, GraphQL ir ieguvis ievērojamu popularitāti savas elastības un efektivitātes dēļ. Šis visaptverošais ceļvedis iedziļināsies gan GraphQL, gan REST īpatnībās, salīdzinot to stiprās un vājās puses, kā arī ideālos lietošanas gadījumus, lai palīdzētu jums pieņemt pamatotu lēmumu nākamajam projektam.
Izpratne par REST: Iedibinātais standarts
REST ir arhitektūras stils, kas izmanto standarta HTTP metodes (GET, POST, PUT, DELETE), lai mijiedarbotos ar resursiem. Tas balstās uz klienta-servera modeli, kurā klienti pieprasa resursus no servera, un serveris atbild ar šī resursa reprezentāciju.
REST galvenās iezīmes:
- Bezstāvokļa (Statelessness): Katram klienta pieprasījumam uz serveri jāsatur visa informācija, kas nepieciešama pieprasījuma izpratnei. Serveris nesaglabā klienta kontekstu starp pieprasījumiem.
- Klienta-servera arhitektūra: Skaidra atbildības jomu nošķiršana starp klientu (lietotāja saskarne) un serveri (datu glabāšana un apstrāde).
- Kešatmiņas izmantošanas iespēja (Cacheability): Atbildes var saglabāt kešatmiņā, uzlabojot veiktspēju un samazinot servera slodzi.
- Slāņveida sistēma: Klienti var mijiedarboties ar starpniekserveriem (piemēram, starpniekserveriem, slodzes līdzsvarotājiem), nezinot par to esamību.
- Vienota saskarne: Konsekventa un paredzama saskarne mijiedarbībai ar resursiem, izmantojot standarta HTTP metodes un datu formātus (parasti JSON vai XML).
- Kods pēc pieprasījuma (pēc izvēles): Serveri var nodrošināt klientiem izpildāmu kodu, paplašinot klienta funkcionalitāti.
REST priekšrocības:
- Plaši izplatīts: REST ir labi iedibināts standarts ar plašu rīku, bibliotēku un dokumentācijas ekosistēmu.
- Viegli saprotams: REST principi ir salīdzinoši vienkārši, kas ļauj izstrādātājiem to viegli apgūt un ieviest.
- Labas kešatmiņas iespējas: REST bezstāvokļa daba un HTTP galveņu izmantošana atvieglo kešatmiņas mehānismu ieviešanu.
- Nobrieduši rīki: Ir pieejams plašs rīku un bibliotēku klāsts RESTful API veidošanai un izmantošanai dažādās programmēšanas valodās.
REST trūkumi:
- Pārmērīga datu ielāde (Over-fetching): REST galapunkti bieži atgriež vairāk datu, nekā klientam faktiski nepieciešams, tādējādi izšķērdējot joslas platumu un apstrādes jaudu. Piemēram, pieprasot lietotāja profilu, var tikt atgriezta adreses un maksājumu informācija, kas klientam tajā brīdī nav vajadzīga.
- Nepietiekama datu ielāde (Under-fetching): Klientiem var būt nepieciešams veikt vairākus pieprasījumus dažādiem galapunktiem, lai iegūtu visus nepieciešamos datus, kas palielina latentumu un sarežģītību. Piemēram, lai attēlotu rakstu sarakstu ar to autoriem, jums varētu būt nepieciešams ielādēt rakstus un pēc tam veikt atsevišķus pieprasījumus katram autoram.
- Versiju pārvaldības izaicinājumi: API attīstīšana var būt sarežģīta, jo izmaiņas var sabojāt esošos klientus. Versiju veidošanas stratēģijas var kļūt sarežģītas un grūti pārvaldāmas.
- Elastības trūkums: REST galapunkti parasti ir fiksēti, kas apgrūtina atbilžu pielāgošanu konkrētām klienta prasībām.
Iepazīstinām ar GraphQL: Elastīga un efektīva alternatīva
GraphQL ir vaicājumu valoda jūsu API un servera puses izpildlaiks šo vaicājumu izpildei. To izstrādāja Facebook un vēlāk padarīja par atvērtā pirmkoda projektu. GraphQL ļauj klientiem pieprasīt tikai tos datus, kas tiem nepieciešami, risinot REST raksturīgās pārmērīgas un nepietiekamas datu ielādes problēmas.
GraphQL galvenās iezīmes:
- Deklaratīva datu iegūšana: Klienti vaicājumā precīzi norāda, kādi dati tiem nepieciešami, un serveris atgriež tikai šos datus.
- Stingri tipizēta shēma: Shēma definē API pieejamos datu tipus, nodrošinot līgumu starp klientu un serveri.
- Introspekcija: Klienti var vaicāt shēmu, lai atklātu pieejamos tipus un laukus, kas nodrošina jaudīgus rīkus un dokumentāciju.
- Viens galapunkts: GraphQL API parasti piedāvā vienu galapunktu, vienkāršojot API pārvaldību un samazinot nepieciešamību pēc versiju veidošanas.
- Reāllaika atjauninājumi: GraphQL atbalsta abonementus (subscriptions), ļaujot klientiem saņemt reāllaika atjauninājumus no servera.
GraphQL priekšrocības:
- Novērš pārmērīgu un nepietiekamu datu ielādi: Klienti saņem tikai tos datus, kas tiem nepieciešami, uzlabojot veiktspēju un samazinot joslas platuma patēriņu. Tas ir īpaši noderīgi mobilajām lietojumprogrammām ar ierobežotu joslas platumu.
- Uzlabota izstrādātāju pieredze: GraphQL shēmas un introspekcijas iespējas nodrošina lieliskus rīkus un dokumentāciju, atvieglojot izstrādātājiem darbu ar API. Rīki kā GraphiQL un GraphQL Playground piedāvā interaktīvu vaicājumu izpēti un shēmas dokumentāciju.
- Ātrāki izstrādes cikli: GraphQL elastība ļauj izstrādātājiem ātri veikt iterācijas un pielāgoties mainīgajām prasībām, nemainot servera puses kodu.
- Stingra tipizācija un validācija: Shēma nodrošina stingru tipizāciju un validāciju, palīdzot atklāt kļūdas agrīnā izstrādes posmā.
- Reāllaika iespējas: GraphQL abonementi nodrošina reāllaika atjauninājumus, padarot to piemērotu lietojumprogrammām, kurām nepieciešami dzīvie dati, piemēram, tērzēšanas lietotnēm vai finanšu paneļiem.
GraphQL trūkumi:
- Sarežģītība: GraphQL var būt sarežģītāk uzstādīt un ieviest nekā REST, īpaši vienkāršām API.
- Veiktspējas virsizdevumi: Sarežģītu GraphQL vaicājumu apstrāde var būt skaitļošanas ziņā dārga, potenciāli ietekmējot servera veiktspēju. Būtiska ir rūpīga vaicājumu optimizācija un kešatmiņas stratēģijas.
- Kešatmiņas izaicinājumi: Kešatmiņas izmantošana GraphQL var būt sarežģītāka nekā REST, pateicoties vaicājumu elastīgajai dabai.
- Apguves līkne: Izstrādātājiem var būt nepieciešams apgūt jaunu vaicājumu valodu un koncepcijas.
- Failu augšupielāde: Failu augšupielādes apstrāde GraphQL var būt sarežģītāka salīdzinājumā ar REST.
GraphQL pret REST: Detalizēts salīdzinājums
Salīdzināsim GraphQL un REST vairākās galvenajās dimensijās:
Datu iegūšana:
- REST: Vairāki galapunkti, potenciāla pārmērīga un nepietiekama datu ielāde.
- GraphQL: Viens galapunkts, klients norāda precīzas datu prasības.
Shēma:
- REST: Nav formālas shēmas definīcijas.
- GraphQL: Stingri tipizēta shēma definē pieejamos datus un operācijas.
Versiju veidošana:
- REST: Nepieciešama galapunktu versiju veidošana, lai pārvaldītu izmaiņas.
- GraphQL: Shēmas evolūcija ļauj veikt izmaiņas, kas nesabojā saderību, bez nepieciešamības veidot jaunas versijas.
Kešatmiņa:
- REST: Iebūvēti kešatmiņas mehānismi, izmantojot HTTP galvenes.
- GraphQL: Nepieciešamas sarežģītākas kešatmiņas stratēģijas vaicājumu elastības dēļ.
Reāllaika atjauninājumi:
- REST: Nepieciešamas atsevišķas tehnoloģijas, piemēram, WebSockets, reāllaika atjauninājumiem.
- GraphQL: Iebūvēts atbalsts reāllaika atjauninājumiem, izmantojot abonementus.
Kļūdu apstrāde:
- REST: Izmanto HTTP statusa kodus, lai norādītu uz veiksmīgu vai neveiksmīgu izpildi.
- GraphQL: Atgriež kļūdas atbildes ķermenī, ļaujot sniegt detalizētāku informāciju par kļūdu.
Rīki:
- REST: Nobriedusi rīku ekosistēma ar dažādām bibliotēkām un ietvariem.
- GraphQL: Augoša rīku ekosistēma ar jaudīgiem rīkiem kā GraphiQL un GraphQL Playground.
Kad izmantot REST
REST joprojām ir dzīvotspējīgs risinājums daudziem projektiem, īpaši, ja:
- API ir vienkārša un neprasa sarežģītu datu iegūšanu. Piemēram, pamata CRUD (Create, Read, Update, Delete) API mazai lietojumprogrammai.
- Jums nepieciešamas spēcīgas kešatmiņas iespējas un esat apmierināti ar HTTP kešatmiņas mehānismiem. REST bezstāvokļa daba un HTTP galveņu izmantošana padara to labi piemērotu kešatmiņai.
- Jūsu komanda jau ir pazīstama ar REST un tai ir ierobežota pieredze ar GraphQL. GraphQL apguves līkne var būt ievērojama, tādēļ ir svarīgi ņemt vērā jūsu komandas kompetenci.
- Jūs veidojat publisku API, kur svarīga ir atklājamība un standartizācija. REST plašā izplatība un nobriedušie rīki atvieglo ārējiem izstrādātājiem integrāciju ar jūsu API.
- Jums ir nepieciešama standarta un plaši atzīta arhitektūra sadarbspējai ar citām sistēmām. Daudzas esošās sistēmas un bibliotēkas ir paredzētas darbam ar RESTful API.
Piemērs: Vienkārša e-komercijas API produktu katalogu un pasūtījumu pārvaldībai varētu būt labi piemērota REST. API varētu piedāvāt galapunktus produktu informācijas iegūšanai, pasūtījumu izveidei un krājumu atjaunināšanai. Datu prasības ir salīdzinoši vienkāršas, un kešatmiņa ir svarīga veiktspējai.
Kad izmantot GraphQL
GraphQL ir lieliska izvēle projektiem, kuriem nepieciešams:
- Sarežģītas datu iegūšanas prasības. Kad klientiem nepieciešams iegūt datus no vairākiem avotiem vai nepieciešama smalka kontrole pār saņemtajiem datiem.
- Mobilās lietojumprogrammas ar ierobežotu joslas platumu. GraphQL spēja iegūt tikai nepieciešamos datus var ievērojami uzlabot veiktspēju un samazināt joslas platuma patēriņu mobilajās ierīcēs.
- Reāllaika atjauninājumi. GraphQL abonementi nodrošina iebūvētu mehānismu reāllaika atjauninājumu piegādei klientiem.
- Spēcīgs uzsvars uz izstrādātāju pieredzi. GraphQL shēmas un introspekcijas iespējas nodrošina lieliskus rīkus un dokumentāciju.
- Iteratīva izstrāde un elastība. GraphQL elastīgā vaicājumu valoda ļauj izstrādātājiem ātri pielāgoties mainīgajām prasībām, nemainot servera puses kodu.
- Datu agregēšana no vairākiem mikropakalpojumiem vienā API. GraphQL var darboties kā API vārteja, vienkāršojot klienta mijiedarbību ar vairākiem aizmugursistēmas pakalpojumiem.
Piemērs: Sociālo mediju lietojumprogramma ar sarežģītām datu attiecībām un reāllaika atjauninājumiem gūtu labumu no GraphQL. Lietotāji var pielāgot savas datu plūsmas, lai attēlotu tikai nepieciešamo informāciju, un reāllaika atjauninājumus var izmantot, lai piegādātu jaunus ierakstus, komentārus un paziņojumus.
Vēl viens piemērs: Apsveriet finanšu paneļa lietojumprogrammu, kas parāda reāllaika akciju cenas un tirgus datus. GraphQL abonementus var izmantot, lai nosūtītu tiešraides atjauninājumus klientam, nodrošinot, ka lietotājiem vienmēr ir jaunākā informācija.
Praktiski apsvērumi: Ieviešana un izvietošana
Gan REST, gan GraphQL API ieviešana un izvietošana prasa rūpīgu plānošanu un apsvēršanu. Šeit ir daži praktiski aspekti, kas jāpatur prātā:
REST ieviešana:
- Izvēlieties piemērotu ietvaru: Populāri ietvari REST API veidošanai ir Spring Boot (Java), Express.js (Node.js), Django REST framework (Python) un Laravel (PHP).
- Rūpīgi izstrādājiet savus galapunktus: Ievērojiet RESTful principus un konvencijas, lai nodrošinātu konsekventu un paredzamu API.
- Ieviesiet pienācīgu autentifikāciju un autorizāciju: Nodrošiniet savu API, izmantojot nozares standarta autentifikācijas mehānismus, piemēram, OAuth 2.0 vai JWT (JSON Web Tokens).
- Ieviesiet kešatmiņas stratēģijas: Izmantojiet HTTP kešatmiņas galvenes un citas kešatmiņas metodes, lai uzlabotu veiktspēju un samazinātu servera slodzi.
- Dokumentējiet savu API: Izmantojiet rīkus, piemēram, Swagger/OpenAPI, lai ģenerētu API dokumentāciju.
GraphQL ieviešana:
- Izvēlieties GraphQL servera implementāciju: Populāras iespējas ir Apollo Server (Node.js), GraphQL Java un Graphene (Python).
- Rūpīgi izstrādājiet savu shēmu: Shēma ir jūsu GraphQL API pamats, tāpēc ir svarīgi to pārdomāti izstrādāt un nodrošināt, lai tā precīzi atspoguļotu jūsu datu modeli.
- Ieviesiet atrisinātājus (resolvers): Atrisinātāji ir funkcijas, kas iegūst datus katram jūsu shēmas laukam. Optimizējiet savus atrisinātājus, lai nodrošinātu efektīvu datu iegūšanu.
- Ieviesiet autentifikāciju un autorizāciju: Izmantojiet GraphQL direktīvas vai starpprogrammatūru (middleware), lai ieviestu autentifikācijas un autorizācijas noteikumus.
- Ieviesiet kešatmiņas stratēģijas: Izmantojiet metodes, piemēram, vaicājumu kešatmiņu un lauka līmeņa kešatmiņu, lai uzlabotu veiktspēju.
- Izstrādei un atkļūdošanai izmantojiet rīkus, piemēram, GraphiQL vai GraphQL Playground.
Izvietošanas apsvērumi:
- Izvēlieties piemērotu mitināšanas platformu: Iespējas ietver mākoņpakalpojumu sniedzējus, piemēram, AWS, Google Cloud un Azure, kā arī tradicionālos mitināšanas pakalpojumu sniedzējus.
- Konfigurējiet savu serveri optimālai veiktspējai: Pielāgojiet servera iestatījumus, lai maksimizētu veiktspēju un mērogojamību.
- Pārraugiet savu API: Izmantojiet pārraudzības rīkus, lai sekotu līdzi API veiktspējai un identificētu potenciālās problēmas.
- Ieviesiet pareizu kļūdu apstrādi un reģistrēšanu: Reģistrējiet kļūdas un izņēmumus, lai palīdzētu novērst problēmas.
- Apsveriet API vārtejas izmantošanu: API vārteja var nodrošināt papildu funkcionalitāti, piemēram, autentifikāciju, autorizāciju, pieprasījumu skaita ierobežošanu un pieprasījumu transformāciju.
Nākotnes tendences un jaunās tehnoloģijas
API vide nepārtraukti attīstās. Šeit ir dažas nākotnes tendences un jaunās tehnoloģijas, kurām sekot līdzi:
- Bezservera (Serverless) GraphQL: GraphQL API izvietošana, izmantojot bezservera funkcijas, piedāvā mērogojamību un izmaksu efektivitāti.
- GraphQL federācija: Vairāku GraphQL API apvienošana vienā, vienotā API.
- GraphQL Mesh: Datu vaicāšana no dažādiem avotiem (REST API, datu bāzēm, gRPC pakalpojumiem), izmantojot vienu GraphQL galapunktu.
- Mākslīgā intelekta vadīta API projektēšana: Mākslīgā intelekta izmantošana, lai automatizētu API projektēšanu un izstrādi.
- WebAssembly (Wasm) API klientiem: API klienta veiktspējas uzlabošana, izmantojot WebAssembly.
Noslēgums: Pareizās izvēles izdarīšana jūsu projektam
Izvēle starp GraphQL un REST ir atkarīga no jūsu projekta specifiskajām prasībām. REST ir labi iedibināts standarts, kas ir piemērots vienkāršām API ar tiešām datu iegūšanas prasībām. GraphQL piedāvā lielāku elastību un efektivitāti, īpaši sarežģītām lietojumprogrammām ar augstām datu prasībām un reāllaika atjauninājumiem. Rūpīgi apsveriet katras pieejas priekšrocības un trūkumus, kā arī šajā ceļvedī apspriestos praktiskos apsvērumus, lai pieņemtu pamatotu lēmumu, kas nodrošinās jūsu projekta panākumus. Daudzās modernās lietojumprogrammās hibrīda pieeja, kas izmanto gan REST, gan GraphQL dažādām funkcionalitātēm, var būt optimālākais risinājums.
Galu galā, labākā API arhitektūra ir tā, kas vislabāk atbilst jūsu lietotāju, jūsu izstrādes komandas un jūsu biznesa mērķu vajadzībām.