M

MLOG

Polski

Poznaj skalowalne wzorce projektowania schematów GraphQL do budowy solidnych i łatwych w utrzymaniu API dla globalnej publiczności. Opanuj schema stitching, federację i modularność.

Projektowanie schematu GraphQL: Skalowalne wzorce dla globalnych API

GraphQL stał się potężną alternatywą dla tradycyjnych API REST, oferując klientom elastyczność w żądaniu dokładnie tych danych, których potrzebują. Jednak w miarę wzrostu złożoności i zakresu Twojego API GraphQL – zwłaszcza gdy obsługuje ono globalną publiczność o zróżnicowanych wymaganiach dotyczących danych – staranne projektowanie schematu staje się kluczowe dla utrzymania, skalowalności i wydajności. W tym artykule omówiono kilka skalowalnych wzorców projektowania schematów GraphQL, które pomogą Ci zbudować solidne API, zdolne sprostać wymaganiom globalnej aplikacji.

Znaczenie skalowalnego projektowania schematu

Dobrze zaprojektowany schemat GraphQL jest fundamentem udanego API. Określa on, w jaki sposób klienci mogą wchodzić w interakcję z Twoimi danymi i usługami. Złe projektowanie schematu może prowadzić do wielu problemów, w tym:

W przypadku aplikacji globalnych problemy te są zwielokrotnione. Różne regiony mogą mieć różne wymagania dotyczące danych, ograniczenia regulacyjne i oczekiwania dotyczące wydajności. Skalowalny projekt schematu pozwala skutecznie sprostać tym wyzwaniom.

Kluczowe zasady skalowalnego projektowania schematu

Zanim przejdziemy do konkretnych wzorców, przedstawmy kilka kluczowych zasad, które powinny kierować Twoim projektowaniem schematu:

Skalowalne wzorce projektowania schematu

Oto kilka skalowalnych wzorców projektowania schematu, których możesz użyć do budowy solidnych API GraphQL:

1. Schema Stitching

Schema stitching pozwala na połączenie wielu API GraphQL w jeden, zunifikowany schemat. Jest to szczególnie przydatne, gdy różne zespoły lub usługi są odpowiedzialne za różne części Twoich danych. To tak, jakby mieć kilka mini-API i połączyć je za pomocą API 'bramy' (gateway).

Jak to działa:

  1. Każdy zespół lub usługa udostępnia własne API GraphQL z własnym schematem.
  2. Centralna usługa bramy (gateway) używa narzędzi do schema stitching (takich jak Apollo Federation lub GraphQL Mesh), aby połączyć te schematy w jeden, zunifikowany schemat.
  3. Klienci wchodzą w interakcję z usługą bramy, która przekierowuje żądania do odpowiednich bazowych API.

Przykład:

Wyobraź sobie platformę e-commerce z osobnymi API dla produktów, użytkowników i zamówień. Każde API ma swój własny schemat:

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

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

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

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

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

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

Usługa bramy może połączyć te schematy, aby stworzyć zunifikowany schemat:

  
    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
    }

Zauważ, jak typ Order zawiera teraz odniesienia do User i Product, mimo że te typy są zdefiniowane w osobnych API. Osiąga się to za pomocą dyrektyw schema stitching (jak @relation w tym przykładzie).

Zalety:

Do rozważenia:

2. Federacja schematów (Schema Federation)

Federacja schematów to ewolucja schema stitching, zaprojektowana w celu rozwiązania niektórych jego ograniczeń. Zapewnia bardziej deklaratywne i ustandaryzowane podejście do komponowania schematów GraphQL.

Jak to działa:

  1. Każda usługa udostępnia API GraphQL i adnotuje swój schemat dyrektywami federacji (np. @key, @extends, @external).
  2. Centralna usługa bramy (używająca Apollo Federation) wykorzystuje te dyrektywy do budowy supergrafu – reprezentacji całego sfederowanego schematu.
  3. Usługa bramy używa supergrafu do przekierowywania żądań do odpowiednich usług podrzędnych i rozwiązywania zależności.

Przykład:

Używając tego samego przykładu e-commerce, sfederowane schematy mogłyby wyglądać tak:

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

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

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

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

    # API Zamówień
    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
    }

Zwróć uwagę na użycie dyrektyw federacji:

Zalety:

Do rozważenia:

3. Modułowe projektowanie schematu

Modułowe projektowanie schematu polega na dzieleniu dużego, monolitycznego schematu na mniejsze, łatwiejsze do zarządzania moduły. Ułatwia to zrozumienie, modyfikację i ponowne wykorzystanie poszczególnych części API, nawet bez uciekania się do sfederowanych schematów.

Jak to działa:

  1. Zidentyfikuj logiczne granice w swoim schemacie (np. użytkownicy, produkty, zamówienia).
  2. Utwórz osobne moduły dla każdej granicy, definiując typy, zapytania i mutacje związane z tą granicą.
  3. Użyj mechanizmów importu/eksportu (w zależności od implementacji serwera GraphQL), aby połączyć moduły w jeden, zunifikowany schemat.

Przykład (używając JavaScript/Node.js):

Utwórz osobne pliki dla każdego modułu:

  
    // 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
    }

Następnie połącz je w głównym pliku schematu:

  
    // 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;

Zalety:

Do rozważenia:

4. Typy interfejsów i unii (Interface and Union Types)

Typy interfejsów i unii pozwalają definiować abstrakcyjne typy, które mogą być implementowane przez wiele konkretnych typów. Jest to przydatne do reprezentowania danych polimorficznych – danych, które mogą przybierać różne formy w zależności od kontekstu.

Jak to działa:

Przykład:

  
    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!]!
    }

W tym przykładzie zarówno User, jak i Product implementują interfejs Node, który definiuje wspólne pole id. Typ unii SearchResult reprezentuje wynik wyszukiwania, który może być albo User, albo Product. Klienci mogą odpytywać pole `search`, a następnie użyć pola `__typename`, aby określić, jakiego typu wynik otrzymali.

Zalety:

Do rozważenia:

5. Wzorzec połączenia (Connection Pattern)

Wzorzec połączenia (connection pattern) to standardowy sposób implementacji paginacji w API GraphQL. Zapewnia spójny i wydajny sposób pobierania dużych list danych w porcjach (chunkach).

Jak to działa:

Przykład:

  
    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!
    }

Zalety:

Do rozważenia:

Kwestie globalne

Projektując schemat GraphQL dla globalnej publiczności, weź pod uwagę te dodatkowe czynniki:

Na przykład, rozważmy pole opisu produktu:


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

Pozwala to klientom na żądanie opisu w określonym języku. Jeśli język nie jest określony, domyślnie jest to angielski (`en`).

Podsumowanie

Skalowalne projektowanie schematu jest niezbędne do budowania solidnych i łatwych w utrzymaniu API GraphQL, które mogą sprostać wymaganiom globalnej aplikacji. Postępując zgodnie z zasadami opisanymi w tym artykule i używając odpowiednich wzorców projektowych, możesz tworzyć API, które są łatwe do zrozumienia, modyfikacji i rozszerzania, zapewniając jednocześnie doskonałą wydajność i skalowalność. Pamiętaj o modularyzacji, komponowaniu i abstrakcji schematu oraz o uwzględnieniu specyficznych potrzeb Twojej globalnej publiczności.

Przyjmując te wzorce, możesz uwolnić pełny potencjał GraphQL i budować API, które będą napędzać Twoje aplikacje przez wiele lat.