SpringBootGraphQL：从入门到实践

### Spring Boot GraphQL：从入门到实践 #### 1. GraphQL 简介 GraphQL（https://graphql.org/）是一种用于 API 的开源查询语言和服务器端运行时。与 REST API 不同，它允许客户端精确请求所需的数据，避免了 REST API 常返回整个数据集的情况，为开发者和用户带来更高效、灵活的体验。 ##### 1.1 GraphQL 的应用场景 - **移动应用**：在带宽和资源有限的情况下，GraphQL 仅获取必要数据的能力十分突出。 - **单页应用（SPAs）**：SPAs 通常需要动态获取数据，GraphQL 的灵活性使其成为理想选择。 - **复杂数据结构**：处理相互关联的数据时，GraphQL 轻松遍历关系的能力很有帮助。 - **内容管理系统（CMSs）**：GraphQL 使内容编辑人员能够高效检索特定内容部分。 ##### 1.2 GraphQL 的性能优势 - **减少数据传输**：GraphQL 仅发送请求的数据，减少网络流量并提高加载时间。 - **客户端缓存**：客户端可以缓存特定查询，减少服务器调用并提高响应速度。 - **批量处理**：多个查询可以合并为一个请求，进一步提升性能。 ##### 1.3 REST 与 GraphQL 的对比 | 特性 | REST | GraphQL | | ---- | ---- | ---- | | 数据获取 | 预定义端点 | 客户端特定查询 | | 数据粒度 | 返回整个数据集 | 仅返回请求的数据 | | 灵活性 | 有限 | 高度灵活 | | 性能 | 可能效率低下 | 可能更高效 | ##### 1.4 使用 GraphQL 的建议 - **选择合适的用例**：GraphQL 并非万能，应在其优势与项目需求相符时选择使用。 - **设计清晰的架构**：明确定义数据结构，以便客户端进行高效查询。 - **使用 GraphQL 客户端库**：简化客户端的数据获取和错误处理。 - **考虑安全性**：实施适当的身份验证和授权机制。 - **监控性能**：跟踪查询响应时间并按需优化。 #### 2. Spring for GraphQL Spring for GraphQL（https://spring.io/projects/spring-graphql）是一个为在 Spring 平台上构建 GraphQL API 的开发者带来诸多优势的库。 ##### 2.1 简化开发 - **基于注解的方法**：使用 @QueryMapping 和 @MutationMapping 等注解定义数据获取方法，使代码更简洁、易读。 - **利用 Spring 生态系统**：与熟悉的 Spring 库（如 Spring Security 和 Spring Data）无缝集成，减少开发时间。 - **内置功能**：提供自动架构生成、数据验证和错误处理，避免编写样板代码。 ##### 2.2 增强性能 - **高效的数据获取**：利用 Spring 的缓存和数据访问功能优化数据检索，提高 API 性能。 - **批量处理**：将多个查询合并为一个请求，减少往返次数并提高速度。 - **数据加载器**：允许预取相关数据，进一步减少数据库调用并改善响应时间。 ##### 2.3 提高可维护性 - **模块化设计**：将架构定义与数据获取逻辑分离，使代码更易理解和维护。 - **测试工具**：提供用于测试 GraphQL 解析器和突变的内置工具，确保代码质量和稳定性。 - **响应式支持**：提供响应式编程功能，用于构建可扩展和响应式的 API。 ##### 2.4 其他优势 - **社区支持**：拥有庞大而活跃的社区，在需要时提供资源、教程和帮助。 - **定期更新**：不断更新新功能和改进，使 API 保持现代和安全。 #### 3. Spring for GraphQL 与 Spring Boot 的集成 Spring for GraphQL 和 Spring Boot 均基于 Spring 平台构建，它们完美兼容且相互补充。 ##### 3.1 无缝集成 - **Spring Boot Starter**：Spring for GraphQL 提供 Spring Boot Starter（spring-boot-starter-graphql），简化设置和配置。只需将启动器依赖添加到 Spring Boot 项目中即可开始使用。 - **自动配置**：Spring Boot 的自动配置功能也适用于 Spring for GraphQL，根据项目设置自动检测和配置 Bean。 - **重用现有 Spring 组件**：可以与 Spring for GraphQL 一起重用 Spring Data 和 Spring Security 等现有 Spring 组件，利用它们的功能和专业知识。 ##### 3.2 增强开发体验 - **对开发者友好**：Spring Boot 和 Spring for GraphQL 都以开发者友好著称，简化复杂任务并提供清晰的文档。 - **快速原型开发**：Spring Boot 的快速启动时间和约定优于配置的特性使其非常适合 GraphQL API 的快速原型开发。 - **生产就绪**：准备好投入生产时，Spring Boot 和 Spring for GraphQL 提供强大的功能和安全性，确保可靠的部署。 #### 4. 在 Users App 中使用 GraphQL 以下是在 Users App 中使用 GraphQL 的详细步骤： ##### 4.1 创建项目 可以从附录-b-graphql/users 文件夹中获取代码，也可以使用 Spring Initializr（https://start.spring.io）从头开始创建项目。设置 Group 字段为 com.apress，Artifact 和 Name 字段为 users，并添加以下依赖：Web、GraphQL、JPA、Validation、H2 和 PostgreSQL。最后，点击 Generate 下载项目，解压并导入到喜欢的 IDE 中。 ##### 4.2 配置 build.gradle 文件 ```groovy import org.jetbrains.kotlin.gradle.tasks.KotlinCompile plugins { id 'org.springframework.boot' version '3.2.3' id 'io.spring.dependency-management' version '1.1.4' id 'org.jetbrains.kotlin.jvm' version '2.0.20-RC' id "org.jetbrains.kotlin.plugin.spring" version "2.0.20-RC" // <- simplifies spring proxying } group = 'com.apress' version = '0.0.1-SNAPSHOT' sourceCompatibility = '17' repositories { mavenCentral() } dependencies { implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-stdlib-jdk8" implementation "org.jetbrains.kotlin:kotlin-reflect" implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-web' implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-validation' implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-graphql' implementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-data-jpa' runtimeOnly 'com.h2database:h2' runtimeOnly 'org.postgresql:postgresql' // Web implementation 'org.webjars:bootstrap:5.2.3' testImplementation 'org.springframework.boot:spring-boot-starter-test' testImplementation 'org.springframework.graphql:spring-graphql-test' } tasks.named('test') { useJUnitPlatform() } // kotlin { // jvmToolchain(17) // } tasks.withType(KotlinCompile).configureEach { kotlinOptions { freeCompilerArgs = ['-Xjsr305=strict'] jvmTarget = '17' } } ``` 添加 spring-boot-starter-graphql 依赖后，Spring Boot 将自动配置 GraphQL 所需的所有 Bean，并设置 GraphiQL 应用（https://github.com/graphql/graphiql），可以通过 /graphiql 端点访问。 ##### 4.3 创建实体类 - **User 类**： ```kotlin package com.apress.users import jakarta.persistence.Entity import jakarta.persistence.Id import jakarta.persistence.PrePersist import jakarta.validation.constraints.NotBlank import jakarta.validation.constraints.Pattern @Entity(name = "USERS") data class User( @Id @get:NotBlank(message = "Email cannot be empty") var email: String? = null, @get:NotBlank(message = "Name cannot be empty") var name: String? = null, var gravatarUrl: String? = null, @get:Pattern( message = "Password must be at least 8 characters long and contain at least one number, one uppercase, one lowercase and one special character", regexp = "^(?=.*[0-9])(?=.*[a-z])(?=.*[A-Z])(?=.*[@#$%^&+=!])(?=\\S+$).{8,}$" ) var password:String? = null, var userRole: List<UserRole>? = null, var active:Boolean = false ){ @PrePersist private fun prePersist() { gravatarUrl = gravatarUrl ?: UserGravatar.getGravatarUrlFromEmail(email!!) userRole = userRol ```