【CuteJavaScript】GraphQL真香入门教程

看完复联四，我整理了这份 GraphQL 入门教程，哈哈真香。。。

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首先有请阿爸镇贴！哈哈哈，需要高清原图的小伙伴可以点我下载阿爸无敌。

iron_man

下面开始本文内容：

一、GraphQL介绍

GraphQL 是 Facebook 开发的一种 API 的查询语言，与 2015 年公开发布，是 REST API 的替代品。

GraphQL 既是一种用于 API 的查询语言也是一个满足你数据查询的运行时。 GraphQL 对你的 API 中的数据提供了一套易于理解的完整描述，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，也让 API 更容易地随着时间推移而演进，还能用于构建强大的开发者工具。

官网： http://graphql.org/
中文网： http://graphql.cn/

1. 特点

请求你所要的数据，不多不少；

如：hero 中有 name, age, sex 等，可以只取得需要的字段。

获取多个资源，只用一个请求；

典型的 REST API 请求多个资源时得载入多个 URL，而 GraphQL 可以通过一次请求就获取你应用所需的所有数据。这样也能保证在较慢的移动网络连接下，使用 GraphQL 的应用也能表现得足够迅速。

描述所有可能类型的系统。便于维护，根据需求平滑演进，添加或隐藏字段；

GraphQL 使用类型来保证应用只请求可能的数据，还提供了清晰的辅助性错误信息。应用可以使用类型，而避免编写手动解析代码。

2. 简单案例

这里先看下简单案例，体验下 GraphQL 的神奇之处（后面详细介绍）。
我们这样定义查询语句：

query {
    hero
}

然后得到的就是我们所要查询的 hero 字段：

{
    "data": {
        "hero": "I'm iron man"
    }
}

这样用起来，是不是更舒服呢？

二、GraphQL与restful对比

1. restful介绍

全称：Representational State Transfer 表属性状态转移。
本质上就是定义 uri ，通过 API 接口来取得资源。通用系统架构，不受语言限制。

例子：饿了吗接口。
如：接口 restapi/shopping/v3/restaurants?latitude=13 就是个典型的 restful 接口，定义资源 + 查询条件。

2. 与 GraphQL 比较

restful 一个接口只能返回一个资源，GraphQL 一次可以获取多个资源。
restful 用不同 url 来区分资源，GraphQL 用类型区分资源。

三、使用express构建基本helloworld

1. 简单案例

首先创建一个文件夹 demo ，并初始化一个 package.json，安装 express / graphql / express-graphql 依赖包：

npm init -y
npm install express graphql express-graphql -S

新建一个 hello.js，引入文件：

const express = require('express')
const { buildSchema } = require('graphql')
const graphqlHTTP = require('express-graphql')

创建一个 schema 来定义查询语句和类型，buildSchema() 方法需要传入的参数是字符串类型，如下面的 hero 查询字段，后面的 String 类型表示字段返回的数据类型：

const schema = buildSchema(`
    type Query {
        hero: String
    }
`)

创建一个 root 处理器，处理对应的查询，这里的 hello 处理器对应的是 schema 中的 hero 字段查询的处理，这里直接返回 I'm iron man 的结果：

const root = {
    hero: () => {
        return "I'm iron man"
    }
}

当然，处理器中也可以是其他复杂操作，后面会介绍。

然后实例化 express ，并且将路由转发给 graphqlHTTP 处理：

const app = express()
app.use('/graphql', graphqlHTTP({
    schema,
    rootValue: root,
    graphiql: true
}))
app.listen(3000)

graphqlHTTP 中的三个参数介绍：

schema：定义的查询语句和类型
rootValue：处理对应查询的处理器
graphiql：是否开启调试窗口，开发阶段开启，生产阶段关闭

接下来运行项目，在命令行中执行 node hello.js，这里可以在 graphiql 上做调试，打开地址 localhost:3000/graphiql 就可以愉快的查询了。

另外我们可以在 graphiql 界面右侧打开 Docs 查看我们定义的所有字段和描述信息。

最终代码：

const express = require('express')
const { buildSchema } = require('graphql')
const graphqlHTTP = require('express-graphql')

// 构建schema，这里定义查询的语句和类型
const schema = buildSchema(`
    type Query {
        hero: String
    }
`)

// 定义查询所对应的 resolver，也就是查询对应的处理器
const root = {
    hero: () => {
        return "I'm iron man"
    }
}

const app = express()

// 将路由转发给 graphqlHTTP 处理
app.use('/graphql', graphqlHTTP({
    schema: schema,
    rootValue: root,
    graphiql: true
}))

app.listen(3000)

2. 自定义类型查询

我们前面的查询中，已经将 hero 字段定义为 String 类型，但是常常开发中，我们又会碰到字段是多个类型，即字段也能指代对象类型（Object），比如一个 user 字段会有 name 、age 等字段，而 name 返回字符串类型，age 返回数值类型。

这时候，我们可以对这个对象的字段进行次级选择（sub-selection）。GraphQL 查询能够遍历相关对象及其字段，使得客户端可以一次请求查询大量相关数据，而不像传统 REST 架构中那样需要多次往返查询。

我们可以新建一个查询类型来定义 user 字段返回的类型：

const schema = buildSchema(`
    type User {
        # 查询可以有备注！
        name: String
        age: Int
    }
    type Query {
        hero: String
        user: User
    }
`)

在处理器中我们也要加上：


const root = {
    hero: () => {
        return "I'm iron man"
    },
    user: () => {
        return {
            name: 'leo',
            age: 18
        }
    }
}

这边 Int/String 参数类型的问题，下一章介绍

四、参数类型和参数传递

1. 基本参数类型

String, Int, Float, Boolean 和 ID，这些基本参数类型可以在 schema 声明中直接使用。

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；然而将其定义为 ID 意味着并不需要人类可读型。

另外，我们可以使用 [类型] 来表示一类数组，如：

[Int] 表示整型数组；
[String] 表示字符串型数组；

2. 参数传递

使用方式和 JS 参数传递一样，小括号内定义形参，但是参数需要定义类型。

使用 ! 代表参数不能为空。

下面案例：参数 teamName 是 String 类型，必须传递，而 number 参数也是 Int 类型，但是是非必须传递，最后输出的结果也是 String 类型。

type Query {
    getHero(teamName: String!, number: Int): [String]
}

下面一个案例：

//...省略其他
const schema = buildSchema(`
    type Query {
        getHero(teamName: String!): [String]
    }
`)

const root = {
    getHero: ({teamName}) => {
        // 这里的操作 实际开发中常常用在请求数据库
        const hero = {
            '三国': ['张飞', '刘备', '关羽'],
            '复仇者联盟': ['钢铁侠', '美国队长', '绿巨人']
        }
        return hero[teamName]
    }
}
//...省略其他

这时候我们在 GraphiQL 上输入查询，就会得到 复仇者联盟 的英雄数据了。

// 查询
query {
    getHero(teamName:"复仇者联盟")
}

// 结果
{
    "data": {
        "getHero": [
            "钢铁侠",
            "美国队长",
            "绿巨人"
        ]
    }
}

3. 自定义返回类型

在实际开发中，我们返回的数据类型可能是一个对象，对象中可能既有 Int 类型的属性，也有 String 类型的值，等等，这里我们可以使用 自定义返回类型 来处理：

//...省略其他
const schema = buildSchema(`
    type Hero {
        name: String
        age: Int
        doSomething(thing: String): String
    }
    type Query {
        getSuperHero(heroName: String!): Hero
    }
`)
const root = {
    getSuperHero: ({heroName}) => {
        // 这里的操作 实际开发中常常用在请求数据库
        const name = heroName
        const age = 18
        const doSomething = ({thing}) => {
            return `I'm ${name}, I'm ${thing} now`
        }
        return { name, age, doSomething }
    }
}
//...省略其他

这里指定了 getSuperHero 字段的返回类型是 Hero 类型，随后在上面定义了 Hero。

其中 Hero 类型中的 doSomething也是可以传递指定类型参数，并且指定返回类型。

下面看下输出情况：

// 查询
query {
    getSuperHero(heroName:"IronMan") {
        name
        age
        doSomething
    }
}

// 结果
{
    "data": {
        "getSuperHero": {
            "name": "IronMan",
            "age": 46,
            "doSomething": "I'm IronMan, I'm undefined now"
        }
    }
}

这里也可以给 doSomething 传递参数，就会获取到不同结果：

// 查询
query {
    getSuperHero(heroName:"IronMan") {
        name
        age
        doSomething(thing:"watching TV")
    }
}

// 结果
{
    "data": {
        "getSuperHero": {
            "name": "IronMan",
            "age": 46,
            "doSomething": "I'm IronMan, I'm watching TV now"
        }
    }
}

五、GraphQL客户端

这一节我们学习如何在客户端中访问 graphql 的接口。

1. 后端定义接口

我们先在后端将接口开发完成，这里跟前面差不多，但需要多一步，使用 express 向外暴露一个文件夹，供用户访问静态资源文件：

这里直接使用前一节的代码啦~

// index.js  开发 graphql 接口
//...省略其他
const schema = buildSchema(`
    type Hero {
        name: String
        age: Int
        doSomething(thing: String): String
    }
    type Query {
        getSuperHero(heroName: String!): Hero
    }
`)
const root = {
    getSuperHero: ({heroName}) => {
        // 这里的操作 实际开发中常常用在请求数据库
        const name = heroName
        const age = 46
        const doSomething = ({thing}) => {
            return `I'm ${name}, I'm ${thing} now`
        }
        return { name, age, doSomething }
    }
}
const app = express()
app.use('/graphql', graphqlHTTP({
    schema, rootValue: root, graphiql: true
}))
// 公开文件夹 使用户访问静态资源
app.use(express.static('public'))
app.listen(3000)

这样我们就给前端页面提供一个可以访问静态资源的功能。

这里还需要在根目录创建一个 public 文件夹，并在文件夹中添加 index.html 文件，此时的目录结构：

|-node_modules
|-public
|---index.html
|-index.js
|-package.json

2. 前端页面请求

然后给 index.html 添加按钮和事件绑定：

这里的变量 query 是个字符串类型，定义查询条件，在条件 GetSuperHero 中的参数，需要用 $ 符号来标识，并在实际查询 getSuperHero 中，作为参数的参数类型设置进来。

然后定义变量 variables ，指定属性的值，之后通过 fetch 发起请求：

<button onclick="getData()">获取数据</button>
<script>
function getData(){
    const query = `
        query GetSuperHero($heroName: String, $thing: String){
            getSuperHero(heroName: $heroName){
                name
                    age
                    doSomething(thing: $thing)
            }
        }
    `
    // 如果不需要其他参数 至少要传一个参数 否则会报错
    // const query = `
    //     query GetSuperHero($heroName: String){
    //         getSuperHero(heroName: $heroName){
    //              name
    //         }
    //     }
    // `    
    const variables = {heroName: '钢铁侠', thing: 'watching TV'}

    fetch('./graphql', {
        method: 'POST',
        headers: {
            'Content-Type': 'application/json',
            'Accept': 'application/json'
        },
        body: JSON.stringify({
            query, variables
        })
    })
    .then(res => res.json())
    .then(json => {
        console.log(json)
    })
}
</script>

当我们写完以后，点击 获取数据 就会在控制台打印下面的数据：

{
    "data":{
        "getSuperHero":{
            "name":"钢铁侠",
            "age":46,
            "doSomething": "I'm 钢铁侠, I'm watching TV now"
        }
    }
}

3. 注意点

请求中的 query 参数需要对照好有 $ 符号的变量。

查询语句 query GetSuperHero($heroName: String) 里参数 $heroName 中的 heroName ；
查询语句 getSuperHero(heroName: $heroName) 里类型 $heroName 中的 heroName ；
变量 variables 中的 heroName 属性；

这三个名称需要一样。

请求中需要将数据序列化操作。

body: JSON.stringify({ query, variables })

六、使用Mutations修改数据

1. Mutation 使用

根据前面的学习，我们知道，要做查询操作，需要使用 Query 来声明:

type Query {
    queryHero(heroName: String): String
}

当我们要做修改操作，需要用到的是 Mutation :

type Mutation {
    createHero(heroName: String): String
}

如果 Mutation 中字段的形参是自定义类型，则类型需要用 input 标识：

const schema = buildSchema(`
    # 输入类型 用 input 标识
    input HeroInput {
        name: String
        age: Int
    }
    # 查询类型
    type Hero {
        name: String
        age: Int
    }
    type Mutation {
        createHero(heroName: String): Hero
        updateHero(heroName: String, hero: HeroInput): Hero
    }
`)

注意下：这里需要至少定义一个 Query 不然 GraphiQL 会不显示查询：

type Query {
    hero: [Hero]
}

2. Mutation 使用案例

先创建一个 schema ，内容为上一步【1. Mutation 使用】中定义的内容，这里不重复写。
然后模拟创建一个本地数据库 localDb，用于模拟存放添加的超级英雄数据:

const localDb = {}

接下来声明 root 实现 schema 中的字段方法：

const root = {
    hero() {
        // 这里需要转成数组 因为前面定义了返回值是  [Hero]  类型
        let arr = []
        for(const key in localDb){
            arr.push(localDb[key])
        }
        return arr
    },
    createHero({ input }) {
        // 相当于数据库的添加操作
        localDb[input.name] = input
        return localDb[input.name]
    },
    updateHero({ id, input }) {
        // 相当于数据库的更新操作
        const update = Object.assign({}, localDb[id], input)
        localDb[id] = update
        return update
    }
}

最后配置 graphqlHTTP 方法和启动服务器，这里就不多重复咯。

最终代码：

//...省略其他
const schema = buildSchema(`
    # 输入类型 用 input 标识
    input HeroInput {
        name: String
        age: Int
    }
    # 查询类型
    type Hero {
        name: String
        age: Int
    }
    type Mutation {
        createHero(input: HeroInput): Hero 
        updateHero(id: ID!, input: HeroInput): Hero
    }
    # 需要至少定义一个 Query 不要GraphiQL会不显示查询
    type Query {
        hero: [Hero]
    }
`)

const localDb = {}

const root = {
    hero() {
        // 这里需要转成数组 因为前面定义了返回值是  [Hero]  类型
        let arr = []
        for(const key in localDb){
            arr.push(localDb[key])
        }
        return arr
    },
    createHero({ input }) {
        // 相当于数据库的添加操作
        localDb[input.name] = input
        return localDb[input.name]
    },
    updateHero({ id, input }) {
        // 相当于数据库的更新操作
        const update = Object.assign({}, localDb[id], input)
        localDb[id] = update
        return update
    }
}
//...省略其他

现在我们可以启动服务器，在 GraphiQL 上测试下效果了。

我们是使用 mutation 的 createHero 字段添加两条数据：

mutation {
    createHero(input: {
        name: "钢铁侠"
        age: 40
    }){
        name
        age
    }
}

mutation {
    createHero(input: {
        name: "美国队长"
        age: 41
    }){
        name
        age
    }
}

然后使用 query 的 hero 字段查询添加的结果：

query {
    hero {
        name
        age
    }
}

这样我们就获取到刚才的添加结果：

{
    "data": {
        "hero": [
            {
                "name": "钢铁侠",
                "age": 40
            },
            {
                "name": "美国队长",
                "age": 41
            }
        ]
  }
}

然后我们开始更新数据，使用 mutation 的 updateHero 字段将 美国队长 的 age 值修改为 18：

mutation {
    updateHero(id: "美国队长", input: {
        age: 18
    }){
        age
    }
}

再使用 query 的 hero 字段查询下新的数据，会发现 美国队长 的 age 值已经更新为 18：

{
    "data": {
        "hero": [
            {
                "name": "钢铁侠",
                "age": 40
            },
            {
                "name": "美国队长",
                "age": 18
            }
        ]
    }
}

七、认证和中间件

我们知道，修改数据的接口不能让所有人随意访问，所以需要添加权限认证，让有权限的人才可以访问。
在 express 中，可以很简单的使用中间件来将请求进行拦截，将没有权限的请求过滤并返回错误提示。

中间件实际上是一个函数，在接口执行之前，先拦截请求，再决定我们是否接着往下走，还是返回错误提示。

这在【六、使用Mutations修改数据】的最终代码上，在添加这个中间件：

//... 省略其他
const app = express()
const middleWare = (req, res, next) => {
    // 这里是简单模拟权限
    // 实际开发中 更多的是和后端进行 token 交换来判断权限
    if(req.url.indexOf('/graphql') !== -1 && req.headers.cookie.indexOf('auth') === -1){
        // 向客户端返回一个错误信息
        res.send(JSON.stringify({
            err: '暂无权限'
        }))
        return
    }
    next() // 正常下一步
}
// 注册中间件
app.use(middleWare)

//... 省略其他

这里的权限判断，只是简单模拟，实际开发中，更多的是和后端进行 token 交换来判断权限（或者其他形式）。
我们重启服务器，打开 http://localhost:3000/graphql ，发现页面提示错误了，因为 cookies 中没有含有 auth 字符串。

如果这里提示 TypeError: Cannot read property 'indexOf' of undefined ，可以先不用管，因为浏览器中没有 cookies 的原因，其实前面的权限判断逻辑需要根据具体业务场景判断。

为了方便测试，我们在 chrome 浏览器控制台的 application 下，手动设置一个含有 auth 字符串的一个 cookies ，只是测试使用哦。

设置完成后，我们就能正常进入页面。

八、ConstructingTypes

在前面的介绍中，我们要创建一个 schema 都是使用 buildSchema 方法来定义，但我们也可以使用另外一种定义方式。
就是这里要学习使用的构造函数 graphql.GraphQLObjectType 定义，它有这么几个优点和缺点：

优点：报错提醒更直观，结构更清晰，更便于维护。
缺点：代码量上升。

1. 定义type（类型）

这里先将前面定义的 Hero 类型进行改造：

const graphql = require('graphql') // 需要引入
const HeroType = new graphql.GraphQLObjectType({
    name: 'Hero',
    fields: {
        name:{ type: graphql.GraphQLString },
        age:{ type: graphql.GraphQLInt },
    }
})

graphql6

两者区别在于：

区别	`buildSchema`	`graphql.GraphQLObjectType`
参数类型	字符串	对象
类名	跟在 `type` 字符后面，这里是 `type Hero`	在参数对象的 `name` 属性上
属性定义	定义在类型后，键值对形式	定义在参数对象 `fields` 属性中，值为对象，每个属性名为键名，值也是对象，其中 `type` 属性的值为 `graphql` 中的属性，下面会补充

补充：
fields 属性中的子属性的类型通常有：

graphql.GraphQLString
graphql.GraphQLInt
graphql.GraphQLBoolean

....

即在 GraphQL后面跟上基本类型名称。

2. 定义query（查询）

定义查询的时候，跟之前类似，可以参照下面对比图理解，这里比较不同的是，多了个 resolve 的方法，这个方法是用来执行处理查询的逻辑，其实就是之前的 root 中的方法。

const QueryType = new graphql.GraphQLObjectType({
    name: 'Query',
    fields: {
        // 一个个查询方法
        getSuperHero: {
            type: HeroType,
            args: {
                heroName: { type: graphql.GraphQLString }
            },
            // 方法实现 查询的处理函数
            resolve: function(_, { heroName }){
                const name = heroName
                const age = 18
                return { name, age }
            }
        }
    }
})

graphql8

3. 创建 schema

创建的时候只需实例化并且将参数传入即可：

// step3 构造 schema
const schema = new graphql.GraphQLSchema({ query: QueryType})

最后使用也是和前面一样：

const app = express()

app.use('/graphql', graphqlHTTP({
    schema,
    graphiql: true
}))
app.listen(3000)

九、与数据库结合实战

我们试着使用前面所学的内容，开发一个简单的实践项目：
通过 GraphiQL 页面，往 Mongodb 中插入和更新数据，主要用到【六、使用Mutations修改数据】章节的操作。

1. 搭建并启动本地 Mongodb 数据库

首先我们可以到 Mongodb 官网选择对应平台和版本下载安装。

下载安装步骤，可以参考 mongoDB下载、安装和配置，这里就不多介绍哟~~

安装完成后，我们打开两个终端，分别执行下面两行命令：

// 终端1  启动数据库
mongod --dbpath c:\leo\app\mongodb\data\db

// 终端2  进入数据库命令行操作模式
mongo

2. 连接数据库，创建 Schema 和 Model

首先我们新建一个文件 db.js ，并 npm install mongoose 安装 mongoose ，然后写入下面代码，实现连接数据库：

const express = require('express')
const { buildSchema } = require('graphql')
const graphqlHTTP = require('express-graphql')
const mongoose = require('mongoose')

const DB_PATH = 'mongodb://127.0.0.1:27017/hero_table'
const connect = () => {
    // 连接数据库
    mongoose.connect(DB_PATH)
    // 连接断开
    mongoose.connection.on('disconnected', () => {
        mongoose.connect(DB_PATH)
    })
    // 连接失败
    mongoose.connection.on('error', err => {
        console.error(err)
    })
    // 连接成功
    mongoose.connection.on('connected', async () => {
        console.log('Connected to MongoDB connected', DB_PATH)
    })  
}
connect()

然后创建 Schema 和 Model：

let HeroSchema = new mongoose.Schema({
    name: String,
    age: Number
})
let HeroModel = mongoose.model('hero',HeroSchema, 'hero_table')

3. 声明查询语句

这一步，还是先使用【六、使用Mutations修改数据】章节的操作逻辑，也就是先用字符串创建查询，而不使用 GraphQLObjectType 创建：

const schema = buildSchema(`
    # 输入类型 用 input 标识
    input HeroInput {
        name: String
        age: Int
    }
    # 查询类型
    type Hero {
        name: String
        age: Int
    }
    type Mutation {
        createHero(input: HeroInput): Hero 
        updateHero(hero: String!, input: HeroInput): Hero
    }
    # 需要至少定义一个 Query 不要GraphiQL会不显示查询
    type Query {
        hero: [Hero]
    }
`)

这边案例有稍作修改

4. 实现添加数据和更新数据的逻辑

这边处理添加数据和更新数据的逻辑，就要修改之前声明的 root 的操作内容了：

const root = {
    hero() {
        return new Promise( (resolve, reject) => {
            HeroModel.find((err, res) => {
                if(err) {
                    reject(err)
                    return
                }
                resolve(res)
            })
        })
    },
    createHero({ input }) {
        // 实例化一个Model
        const { name, age } = input
        const params = new HeroModel({ name, age })
        return new Promise( (resolve, reject) => {
            params.save((err, res) => {
                if(err) {
                    reject(err)
                    return
                }
                resolve(res)
            })
        })
    },
    updateHero({ hero, input }) {
        const { age } = input
        return new Promise ((resolve, reject) => {
            HeroModel.update({name: hero}, {age}, (err, res) => {
                if(err) {
                    reject(err)
                    return
                }
                resolve(res)
            })
        })
    }
}

5. 模拟测试

最后我们在 GraphiQL 页面上模拟测试一下，首先添加两个英雄，钢铁侠和美国队长，并设置他们的 age / name 属性：

mutation {
    createHero(input: {
        name: "钢铁侠"
        age: 40
    }){
        name
        age
    }
}

mutation {
    createHero(input: {
        name: "美国队长"
        age: 20
    }){
        name
        age
    }
}

页面和接口没有报错，说明我们添加成功，数据库中也有这两条数据了：

graphql10

在测试下查询：

query {
    hero {
        name
        age
    }
}

graphql11

查询也正常，接下来测试下更新，将美国队长的 age 修改为 60：

mutation {
    updateHero(hero: "美国队长", input: {
        age: 60
    }){
        age
    }
}

graphql12

到这一步，我们也算是将这个练习做完了。

总结

GraphQL 是一种 API 的查询语言，是 REST API 的替代品。
GraphQL 可以使用一个请求，获取所有想要的数据。
创建查询的方式有两种：使用 buildSchema 或者 GraphQLObjectType。
查询操作用 Query，修改操作用 Mutations。
查询类型用 type ，输入类型用 input。

其实 GraphQL 还是很简单好用的呢~~~

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