摘要：系列文章核心概念本文淺嘗最近因為工作上新產品的需要，讓我有機會了解和嘗試。這篇文章主要分享的是的核心概念，主要分為和四部分。再次強調，本文主要講的是的核心概念，中所定義的類，都是設計類，并不是具體實現代碼。

系列文章：

GraphQL 核心概念(本文)

graphql-js 淺嘗

最近因為工作上新產品的需要，讓我有機會了解和嘗試 GraphQL。按照套路，在介紹一項新技術的時候總要回答 3 個問題：What, Why & How。

正如副標題所說，GraphQL 是由 Facebook 創造的用于描述復雜數據模型的一種查詢語言。這里查詢語言所指的并不是常規意義上的類似 sql 語句的查詢語言，而是一種用于前后端數據查詢方式的規范。

當今客戶端和服務端主要的交互方式有 2 種，分別是 REST 和 ad hoc 端點。GraphQL 官網指出了它們的不足之處主要在于：當需求或數據發生變化時，它們都需要建立新的接口來適應變化，而不斷添加的接口，會造成服務器代碼的不斷增長，即使通過增加接口版本，也并不能夠完全限制服務器代碼的增長。（更多不足，前往官網查看）

既然，GraphQL 指出了它們的缺點，那么它自然解決了這些問題。

如何解決的哪？那就得說說 GraphQL 的 3 大特性。

首先，它是聲明式的。查詢的結果格式由請求方（即客戶端）決定而非響應方（即服務器端）決定，也就是說，一個 GraphQL 查詢結果的返回是同客戶端請求時的結構一樣的，不多不少，不增不減。

其次，它是可組合的。一個 GraphQL 的查詢結構是一個有層次的字段集，它可以任意層次地進行嵌套或組合，也就是說它可以通過對字段進行組合、嵌套來滿足需求。

第三，它是強類型的。強類型保證，只有當一個 GraphQL 查詢滿足所設定的查詢類型，那么查詢的結果才會被執行。

回到之前的問題，也就是說，當需求或數據發生變化時，客戶端可以根據需求來改變查詢的結構，只要查詢結構滿足之前的定義，服務器端代碼甚至不需要做任何的修改；即使不滿足，也只需修改服務器端的查詢結構，而不必額外添加新的接口來滿足需求。

可能你會問，按套路這節不該是 HOW to use GraphQL，怎么變成了 Core Concepts？

由于，GraphQL 是一種規范，于是，它的實現不限制某種特定語言，每種語言對 GraphQL 都可以有自己的實現，比如相對 JavaScript 就有 graphql-js。既然，實現都不相同，那么，使用的方法也會不同，所以便不在這里細述了。

這篇文章主要分享的是 GraphQL 的核心概念，主要分為：Type System, Query Syntax, Validation 和 Introspection 四部分。

類型系統是整個 GraphQL 的核心，它用來定義每個查詢對象和返回對象的類型，將所有定義的對象組合起來就形成了一整個 GraphQL Schema。

這個概念比較抽象，空說很難理解，還是拿例子來邊看邊說。個人博客相信大家都很熟悉，這里就嘗試用一個簡單的博客系統的例子來說明，這會比官網星戰的例子簡單一點。

Let"s go!

既然是一個博客，那么，文章肯定少不了，我們首先來建立一個文章的類型。

type Post {
    id: String,
    name: String,
    createDate: String,
    title: String,
    subtitle: String,
    content: String
}

這樣，一個簡單的文章類型就定義好了，它是一個自定義的類型，包含了一系列的字段，巧合的是這些字段的類型正好都是 String（字符串類型）。

String 沒有定義過，為什么可以直接使用哪？因為，String 是 GraphQL 支持的 scalar type(標量類型)，默認的標量類型還包括 Int，Float, Boolean 和 ID。

許多的博客網站都支持給每篇文章打標簽，那么我們在來建立一個標簽的類型。

type Tag {
    id: String,
    name: String,
    label: String,
    createDate: String
}

標簽類型和文章類型怎么整合到一起哪？

GraphQL 不單單支持簡單類型，還支持一些其他類型，如 Object, Enum, List, NotNull 這些常見的類型，還有 Interface, Union, InputObject 這幾個特殊類型。

PS：一直沒搞明白 Interface 和 Union 的區別在哪，它們分別適用于什么場景？谷歌了一下，還真有篇文章說它們的區別，不過恕我愚鈍，還是沒能領悟，還望大神點撥...

再修改一下之前的文章類型，使一個文章可以包含多個標簽。

type Post {
    id: String,
    name: String,
    createDate: String,
    title: String,
    subtitle: String,
    content: String,
    tags: [Tag]
}

通常在博客網站的標簽列表中會顯示該標簽下的一些文章，由于 GraphQL 是以產品為中心的，那么在標簽類型下也可以有文章類型。于是，標簽類就變成了

type Tag {
    id: String,
    name: String,
    label: String,
    createDate: String,
    posts: [Post]
}

可能你會疑惑，文章類型和標簽類型這樣相互嵌套會不會造成死循環？我可以負責任的告訴你：不會。你可以盡情地嵌套、組合類型結構來滿足你的需求。

最后，根據整個博客網站的需求，組合嵌套剛剛定義的文章類型和標簽類型，建立一個根類型作為查詢的 schema。

type Blog {
    post: Post,        // 查詢一篇文章
    posts: [Post],    // 用于博客首頁，查詢一組文章
    tag: Tag,        // 查詢一個標簽
    tags: [Tag],    // 用于博客標簽頁，查詢所有標簽
}

OK，我們的類型和 schema 都定義好了，就可以開始查詢了。怎么查哪？那我們來看看 GraphQL 的查詢語法。

GraphQL 的查詢語法同我們現在所使用的有一大不同是，傳輸的數據結構并不是 JSON 對象，而是一個字符串，這個字符串描述了客戶端希望服務端返回數據的具體結構。

知道了概念，那么一個 GraphQL 的查詢到底長什么樣哪？繼續我們的例子，假設，我們現在要查詢一篇文章，那么，GraphQL 的查詢語句就可以是這樣。

query FetchPostQuery {
    post {
        id,
        name,
        createDate,
        title,
        subtitle,
        content,
        tags {
            name,
            label
        }
    }
}

它相對應的返回就會是類似這樣的一個 JSON 數據。

{
    "data": {
        "post": {
            "id": "3",
            "name": "graphql-core-concepts",
            "createDate": "2016-08-01",
            "title": "GraphQL 核心概念",
            "subtitle": "A query language created by Facebook for decribing data requirements on complex application data models",
            "content": "省略...",
            "tags": [{
                "name": "graphql",
                "label": "GraphQL"
            }]
        }
    }
}

從中我們可以看到，數據返回了整個文章的屬性以及部分的標簽屬性。其中，標簽屬性并沒有返回全部的字段，而是只返回了 name 和 label 字段的屬性，做到了返回數據的結構完成同請求數據的結構相同，沒有冗余的數據。

查詢添加參數的需求也非常基本，在 GraphQL 的查詢語法中也相當簡單，就拿剛剛的例子，要查詢特定的文章就可以把它改成這樣。

query FetchPostQuery {
    post(name: "graphql-core-concepts") {
        id,
        name,
        createDate,
        title,
        subtitle,
        content,
        tags {
            name,
            label
        }
    }
}

返回的結果會是和之前的一樣。查詢關鍵字只有在多個查詢時才必須，在單個查詢時可以省略。同時，也可以對查詢的返回起別名，再來看看博客的首頁希望展示一個粗略的文章列表，那么這樣的一個查詢語句可以是

{
    postList: posts {
        id,
        name,
        createDate,
        title,
        subtitle,
        tags {
            name,
            label
        }
    }
}

這里，我們省略了查詢關鍵字，并將 posts 起了一個別名為 postList，返回的結果就會是

{
    "data": {
        "postList": [{
            "id": "3",
            "name": "graphql-core-concepts",
            "createDate": "2016-08-01",
            "title": "GraphQL 核心概念",
            "subtitle": "A query language created by Facebook for decribing data requirements on complex application data models",
            "tags": [{
                "name": "graphql",
                "label": "GraphQL"
            }]
        }, {
            "id": "2",
            "name": "redux-advanced",
            "createDate": "2016-07-23",
            "title": "Redux 進階",
            "subtitle": "Advanced skill in Redux",
            "tags": [{
                "name": "javascript",
                "label": "JavaScript"
            }, {
                "name": "redux",
                "label": "Redux"
            }, {
                "name": "state-management",
                "label": "State management"
            }, {
                "name": "angular-1.x",
                "label": "Angular 1.x"
            }, {
                "name": "ui-router",
                "label": "ui-router"
            }, {
                "name": "redux-ui-router",
                "label": "redux-ui-router"
            }]
        }, {
            "id": "1",
            "name": "getting-started-with-redux",
            "createDate": "2016-07-06",
            "title": "Redux 入門",
            "subtitle": "A tiny predictable state management lib for JavaScript apps",
            "tags": [{
                "name": "javascript",
                "label": "JavaScript"
            }, {
                "name": "redux",
                "label": "Redux"
            }, {
                "name": "state-management",
                "label": "State management"
            }, {
                "name": "angular-1.x",
                "label": "Angular 1.x"
            }]
        }]
    }
}

同樣，查詢所有標簽的語句就可以是這樣

{
    tags {
        id,
        name,
        label,
        posts {
            name,
            title
        }
    }
}

這樣，一個 GraphQL 的接口，滿足了一個簡單博客網站的所有需求，是不是很神奇？

由于 GraphQL 是一個強類型語言，所以它可以在執行查詢之前檢查每個查詢語句是否滿足事先設定的 schema，符合則合法，如果查詢語句不合法則不進行查詢。

以上所舉的都是合法的例子，官網上舉了一些例子，這里就不貼了，我們就總結看看要注意的有哪幾點。

fragment 不能引用自己從而形成一個循環

不能查詢類型中不存在的字段

查詢的字段如果不是 scalar type(標量類型)或 enum type（枚舉類型），則需要明確該字段下所包含的字段

同上一條相對，如果查詢字段是 scalar type(標量類型)，那么它就不能再有子字段

Introspection 這個詞的意思是內省，自我檢查（第一次發現英語有語義如此豐富的詞，又暴露詞匯量少了-_-||）。

不扯遠了，在 GraphQL 中 Introspection 是一個非常有用的功能，它可以用來查詢當前 GraphQL 的 schema，從而得知服務器端支持何種類型的查詢。

這是一個非常強大且有用的功能，可以想象一下，現在大型公司的開發基本上都是前后端分離的，客戶端并不知道服務器端提供的 schema 結構，但通過 Introspection，客戶端就能獲得當前服務器端所提供的 schema，這無論對開發，還是調試錯誤都很有幫助。

還是拿剛剛的博客系統來做例子，我們可以通過查詢 __schema 字段來獲得當前所支持的查詢類型。

// query string
{
    __schema {
        types {
            name
        }
    }
}

// response data
{
  "data": {
    "__schema": {
      "types": [
        {
          "name": "String"
        },
        {
          "name": "BlogType"
        },
        {
          "name": "PostType"
        },
        {
          "name": "ID"
        },
        {
          "name": "TagType"
        },
        {
          "name": "__Schema"
        },
        {
          "name": "__Type"
        },
        {
          "name": "__TypeKind"
        },
        {
          "name": "Boolean"
        },
        {
          "name": "__Field"
        },
        {
          "name": "__InputValue"
        },
        {
          "name": "__EnumValue"
        },
        {
          "name": "__Directive"
        },
        {
          "name": "__DirectiveLocation"
        }
      ]
    }
  }
}

從返回的數據中可以看到，我們自定義的 BlogType, PostType 和 TagType 類，剩下的都是 GraphQL 內部類型，其中又分為兩類：一類是 ID, String 和 Bealoon 所表示的標量類型，另一類以雙下劃線開頭的是用于自我檢查的類型。

知道了自定義類，假設，還想知道自定義類中包含哪些屬性以及屬性的類型，就可以這樣查詢

// query string
{
    __type(name: "PostType") {
        name
        fields {
            name,
            type {
                name,
                kind
            }
        }
    }
}

// response result
{
  "data": {
    "__type": {
      "name": "PostType",
      "fields": [
        {
          "name": "id",
          "type": {
            "name": null,
            "kind": "NON_NULL"
          }
        },
        {
          "name": "name",
          "type": {
            "name": null,
            "kind": "NON_NULL"
          }
        },
        {
          "name": "createDate",
          "type": {
            "name": null,
            "kind": "NON_NULL"
          }
        },
        {
          "name": "title",
          "type": {
            "name": null,
            "kind": "NON_NULL"
          }
        },
        {
          "name": "subtitle",
          "type": {
            "name": "String",
            "kind": "SCALAR"
          }
        },
        {
          "name": "content",
          "type": {
            "name": "String",
            "kind": "SCALAR"
          }
        },
        {
          "name": "tags",
          "type": {
            "name": null,
            "kind": "LIST"
          }
        }
      ]
    }
  }
}

總結一下，GraphQL 是一種客戶端同服務端之間數據交互的概念，具有強大、靈活、易擴展等的特點。既然，它是一種概念，那么，不同的語言就可以有各種不同的實現方式。

概念并不多，在于靈活運用。

PS：再次強調，本文主要講的是 GraphQL 的核心概念，Type System 中所定義的類，都是設計類，并不是具體實現代碼。實現請聽下回分解。