M

MLOG

Русский

Изучите масштабируемые паттерны проектирования схем GraphQL для создания надежных и поддерживаемых API, ориентированных на широкую глобальную аудиторию. Освойте сшивание схем, федерацию и модуляризацию.

Проектирование схемы GraphQL: Масштабируемые паттерны для глобальных API

GraphQL стал мощной альтернативой традиционным REST API, предлагая клиентам гибкость в запросе именно тех данных, которые им нужны. Однако по мере роста сложности и масштаба вашего GraphQL API – особенно при обслуживании глобальной аудитории с разнообразными требованиями к данным – тщательное проектирование схемы становится критически важным для удобства сопровождения, масштабируемости и производительности. В этой статье рассматриваются несколько масштабируемых паттернов проектирования схем GraphQL, которые помогут вам создавать надежные API, способные справиться с требованиями глобального приложения.

Важность масштабируемого проектирования схемы

Хорошо спроектированная схема GraphQL — это основа успешного API. Она определяет, как клиенты могут взаимодействовать с вашими данными и сервисами. Плохое проектирование схемы может привести к ряду проблем, включая:

Для глобальных приложений эти проблемы усугубляются. Разные регионы могут иметь разные требования к данным, нормативные ограничения и ожидания по производительности. Масштабируемое проектирование схемы позволяет эффективно решать эти задачи.

Ключевые принципы масштабируемого проектирования схемы

Прежде чем перейти к конкретным паттернам, давайте изложим некоторые ключевые принципы, которыми следует руководствоваться при проектировании схемы:

Масштабируемые паттерны проектирования схемы

Вот несколько масштабируемых паттернов проектирования схемы, которые вы можете использовать для создания надежных GraphQL API:

1. Сшивание схем (Schema Stitching)

Сшивание схем позволяет объединить несколько GraphQL API в единую, унифицированную схему. Это особенно полезно, когда у вас есть разные команды или сервисы, отвечающие за разные части ваших данных. Это похоже на наличие нескольких мини-API и их соединение через «шлюзовой» API.

Как это работает:

  1. Каждая команда или сервис предоставляет свой собственный GraphQL API со своей собственной схемой.
  2. Центральный шлюзовой сервис использует инструменты для сшивания схем (например, Apollo Federation или GraphQL Mesh) для объединения этих схем в единую, унифицированную схему.
  3. Клиенты взаимодействуют со шлюзовым сервисом, который направляет запросы к соответствующим базовым API.

Пример:

Представьте себе платформу электронной коммерции с отдельными API для продуктов, пользователей и заказов. У каждого API есть своя схема:

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

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

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

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

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

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

Шлюзовой сервис может сшить эти схемы вместе, чтобы создать унифицированную схему:

  
    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
    }

Обратите внимание, как тип Order теперь включает ссылки на User и Product, хотя эти типы определены в отдельных API. Это достигается с помощью директив сшивания схем (как @relation в этом примере).

Преимущества:

Что следует учесть:

2. Федерация схем (Schema Federation)

Федерация схем — это эволюция сшивания схем, разработанная для устранения некоторых его ограничений. Она предоставляет более декларативный и стандартизированный подход к композиции схем GraphQL.

Как это работает:

  1. Каждый сервис предоставляет GraphQL API и аннотирует свою схему директивами федерации (например, @key, @extends, @external).
  2. Центральный шлюзовой сервис (используя Apollo Federation) использует эти директивы для построения суперграфа — представления всей федеративной схемы.
  3. Шлюзовой сервис использует суперграф для маршрутизации запросов к соответствующим базовым сервисам и разрешения зависимостей.

Пример:

Используя тот же пример электронной коммерции, федеративные схемы могут выглядеть так:

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

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

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

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

    # API заказов
    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
    }

Обратите внимание на использование директив федерации:

Преимущества:

Что следует учесть:

3. Модульное проектирование схемы

Модульное проектирование схемы включает в себя разбивку большой монолитной схемы на более мелкие, более управляемые модули. Это облегчает понимание, изменение и повторное использование отдельных частей вашего API, даже без использования федеративных схем.

Как это работает:

  1. Определите логические границы в вашей схеме (например, пользователи, продукты, заказы).
  2. Создайте отдельные модули для каждой границы, определяя типы, запросы и мутации, связанные с этой границей.
  3. Используйте механизмы импорта/экспорта (в зависимости от реализации вашего GraphQL-сервера) для объединения модулей в единую, унифицированную схему.

Пример (с использованием JavaScript/Node.js):

Создайте отдельные файлы для каждого модуля:

  
    // 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
    }

Затем объедините их в вашем основном файле схемы:

  
    // 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;

Преимущества:

Что следует учесть:

4. Интерфейсы и типы объединения (Union Types)

Интерфейсы и типы объединения позволяют определять абстрактные типы, которые могут быть реализованы несколькими конкретными типами. Это полезно для представления полиморфных данных — данных, которые могут принимать разные формы в зависимости от контекста.

Как это работает:

Пример:

  
    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!]!
    }

В этом примере и User, и Product реализуют интерфейс Node, который определяет общее поле id. Тип объединения SearchResult представляет результат поиска, который может быть либо User, либо Product. Клиенты могут запрашивать поле `search`, а затем использовать поле `__typename`, чтобы определить, какой тип результата они получили.

Преимущества:

Что следует учесть:

5. Паттерн Connection

Паттерн Connection — это стандартный способ реализации пагинации в GraphQL API. Он обеспечивает последовательный и эффективный способ получения больших списков данных по частям.

Как это работает:

Пример:

  
    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!
    }

Преимущества:

Что следует учесть:

Глобальные аспекты

При проектировании схемы GraphQL для глобальной аудитории учитывайте эти дополнительные факторы:

Например, рассмотрим поле описания продукта:


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

Это позволяет клиентам запрашивать описание на определенном языке. Если язык не указан, по умолчанию используется английский (`en`).

Заключение

Масштабируемое проектирование схемы необходимо для создания надежных и поддерживаемых GraphQL API, которые могут справиться с требованиями глобального приложения. Следуя принципам, изложенным в этой статье, и используя соответствующие паттерны проектирования, вы можете создавать API, которые легко понимать, изменять и расширять, обеспечивая при этом отличную производительность и масштабируемость. Не забывайте о модуляризации, композиции и абстракции вашей схемы, а также об учете специфических потребностей вашей глобальной аудитории.

Применяя эти паттерны, вы сможете раскрыть весь потенциал GraphQL и создавать API, которые будут обеспечивать работу ваших приложений на долгие годы.