深入浅析GraphQL类型系统

2023-05-14 19:05:48 系统类型浅析

深入浅析GraphQL类型系统

GraphQL 最初于 2012 年在 Facebook 开发，作为针对动力不足的移动设备的更好的数据获取解决方案，GraphQL 于 2015 年开源。作为一种为灵活性而设计的 api 技术，GraphQL 是 API 的开发人员和消费者以及他们背后的组织的强大推动者。GraphQL 实现的所有细节和功能都在 GraphQL Schema 中列出。为了编写一个有效的 GraphQL schema，必须理解好 GraphQL 类型系统。

在本文中，将学习 GraphQL 类型：五种内置标量（Scalar）类型、枚举（enums）、列表（list）和非空包装（non-null）类型、对象（object）类型以及与它们一起工作的抽象接口和联合类型（uNIOn）。

标量类型

GraphQL 模式中的所有数据最终都解析为各种标量类型，代表原始值。GraphQL 响应可以看作一棵树，标量类型是树末端的叶子。嵌套响应中可以有多个级别，但最后一个级别将始终解析为标量（或枚举）类型。 GraphQL 带有五种内置标量类型：Int、Float、String、Boolean 和 ID。

Int

Int 是带符号的 32 位非小数值，它是不包括小数的带符号（正或负）整数。带符号的 32 位整数的最大值为 2,147,483,647。这是用于数值数据的两个内置标量之一。

Float

Float 是带符号的双精度小数值。它是一个带小数点的有符号（正或负）数，例如 1.2，这是用于数值数据的另一个内置标量。

String

String 是 UTF-8 字符序列。 String 类型用于任何文本数据，这也可以包括非常大的数字等数据。大多数自定义标量都是字符串数据类型。

Boolean

Boolean 包含 true 和 false。

ID

ID 是唯一标识符，始终序列化为字符串，即使 ID 是数字也是如此。ID 类型通常可以用通用唯一标识符 (UUID) 表示。

自定义标量

除了上述这些内置标量之外，还可以使用 scalar 关键字来定义自定义标量。可以使用自定义标量来创建具有额外服务器级别验证的类型，例如 Date、Time 或 Url。下面是一个定义新 Date 类型的示例：

scalar Date

服务器将知道如何使用 GraphQLScalarType 处理与这种新类型的交互。

枚举（Enum）类型

Enum 类型，也称为 Enumerator 类型，用于描述了一组可能的值。

例如可以为游戏角色的 Job 和 Species 创建一个枚举，其中包含系统将接受的所有值。

"角色的工作等级"
enum Job {
  FIGHTER
  WIZARD
}

"性格的种类或血统"
enum Species {
  HUMAN
  ELF
  DWARF
}

通过定义枚举类型可以保证角色的 Job 只能是 FIGHTER 或 WIZARD，并且永远不会意外地成为其他一些随机字符串，如果使用 String 类型而不是 Enum，那么就有可能是别的随机字符串。

枚举也可以用作参数中的可接受值。例如，可以制作一个 Hand 枚举来表示武器是单手（如短剑）还是双手（如重斧），并使用它来确定是否可以装备一个或两个：

enum Hand {  SINGLE
  DOUBLE}"战士使用的一种武器"type Weapon {
  name: String!
  attack: Int
  range: Int
  hand: Hand
}

type Query {
  weapons(hand: Hand = SINGLE): [Weapon]
}

Hand 枚举已声明为 SINGLE 和 DOUBLE 作为值，weapons 字段上的参数具有默认值 SINGLE，这意味着如果未传递任何参数，它将回默认为 SINGLE。

非空类型

可能会注意到内置标量列表中缺少 null 或 undefined（一种被许多语言视为原始类型的常见类型）。 Null 在 GraphQL 中确实存在，表示缺少一个值。默认情况下，GraphQL 中的所有类型都可以为 null，因此 null 是对任何类型的有效响应。为了使值成为必需值，必须将其转换为带有尾随感叹号的 GraphQL 非空类型。 Non-Null 被定义为类型修饰符，这些类型用于修饰它所引用的类型。例如，String 是一个可选的（或可为空的）字符串，而 String! 是必需的（或非空的）字符串。

列表类型

GraphQL 中的 List 类型是另一种类型修饰符。任何用方括号 ([]) 括起来的类型都会成为 List 类型，这是一个定义列表中每个项目类型的集合，像 javascript 中的数组。

例如，定义为 [Int] 的类型意味着这个集合所有元素的类型为 Int 类型，[String] 将是 String 类型的集合。 Non-Null 和 List 可以一起使用，使一个类型既需要又定义为 List，例如 [String]!。

对象类型

如果 GraphQL 标量类型描述分层 GraphQL 响应末尾的“叶子”，那么对象类型描述中间的 分支，并且 GraphQL 模式中的几乎所有内容都是一种对象类型。

对象由命名字段（键）列表和每个字段将解析为的值类型组成。对象是用 type 关键字定义的。至少要定义一个或多个字段，字段不能以两个下划线（__）开头，以免与GraphQL自省系统冲突。

例如创建一个 Fighter 对象来表示游戏中的一种角色：

"具有直接战斗能力和力量的英雄"
type Fighter {
  id: ID!
  name: String!
  level: Int
  active: Boolean!
}

在此示例中，声明了 Fighter 对象类型，定义了 4 个字段：

id：非空 ID 类型。
name：非空字符串类型。
level：Int 类型。
active：非空布尔类型。

在声明上方，可以使用双引号添加注释，如本例：具有直接战斗能力和力量的英雄，这将显示为类型的描述。

在此示例中，每个字段都解析为标量类型，但对象字段也可以解析为其他对象类型。例如，可以创建一个 Weapon 类型，并且可以设置 GraphQL 模式，其中 Fighter 上的 weapon 字段将解析为一个 Weapon 对象：

"战士使用的一种武器"
type Weapon {
  name: String!
  attack: Int
  range: Int
}

"具有直接战斗能力和力量的英雄"
type Fighter {
  id: ID!
  name: String!
  level: Int
  active: Boolean!
  weapon: Weapon
}

对象也可以嵌套到其他对象的字段中。

根操作类型

有三种特殊对象作为 GraphQL schema 的入口点：Query、Mutation 和 Subcription。这些被称为根操作类型，并遵循与任何其他对象类型相同的规则。

schema 关键字表示 GraphQL 模式的入口点。根 Query、Mutation 和 Subcription 类型将位于根模式对象上：

schema {
  query: Query
  mutation: Mutation
  subscription: Subscription
}

Query 类型在任何 GraphQL 模式上都是必需的，代表一个读取请求，类似于 REST API GET。以下是返回 Fighter 类型列表的根查询对象的示例：

type Query {
  fighters: [Fighter]
}

Mutations 代表写入请求，类似于 REST API 中的 POST、PUT 或 DELETE。在以下示例中，Mutation 有一个带有命名参数（输入）的 addFighter 字段：

type Mutation {
  addFighter(input: FighterInput): Fighter
}

最后，一个 Subscription 对应于一个事件流，它将与 WEB 应用程序中的 websocket 结合使用。如下所示：

type Subscription {
  randomBattle(enemy: Enemy): BattleResult
}

请注意，schema 入口点通常在某些 GraphQL 实现中被抽象掉。

字段参数

GraphQL 对象的字段本质上是返回值的函数，并且它们可以像任何函数一样接受参数。字段参数由参数名称后跟类型定义，参数可以是任何非对象类型。在此示例中，可以通过 id 字段（解析为非空 ID 类型）过滤 Fighter 对象：

type Query {
  fighter(id: ID!): Fighter
}

这个特定示例对于从数据存储中获取单个项目很有用，但参数也可用于过滤、分页和其他更具体的查询。

接口类型

与 Object 类型一样，抽象接口类型由一系列命名字段及其关联的值类型组成。接口看起来像并遵循与对象相同的所有规则，但用于定义对象实现的子集。

到目前为止，在 schema 中有一个 Fighter 对象，但可能还想创建一个Wizard、一个 Healer 和其他对象，它们将共享大部分相同的字段但还是存在一些差异。在这种情况下，可以使用接口来定义它们共有的字段，并创建作为接口实现的对象。

在下面的示例中，使用 interface 关键字创建 BaseCharacter 接口，其中包含每种类型的字符将拥有的所有字段：

"A hero on a quest."interface BaseCharacter {
  id: ID!
  name: String!
  level: Int!
  species: Species
  job: Job
}

每个角色类型都有字段 id、name、level、species 和 job。

现在，假设有一个具有这些共享字段的 Fighter 类型和一个 Wizard 类型，但是 Fighters 使用 Weapon 而 Wizards 使用 Spells。可以使用 implements 关键字将每个描述为 BaseCharacter 实现，这意味着它们必须具有创建的接口中的所有字段：

type Fighter implements BaseCharacter {
  id: ID!
  name: String!
  level: Int!
  species: Species
  job: Job!
  weapon: Weapon
}
type Wizard implements BaseCharacter {
  id: ID!
  name: String!
  level: Int!
  species: Species
  job: Job!
  spells: [Spell]
}

Fighter 和 Wizard 都是 BaseCharacter 接口的有效实现，因为它们具有所需的字段子集。

Union 类型

可以与对象一起使用的另一种抽象类型是 union 类型。使用 union 关键字，可以定义一个类型，其中包含所有有效响应的对象列表。

使用上面创建的接口，可以创建一个 Character union，将 character 定义为 Wizard 或 Fighter ：

union Character = Wizard | Fighter

等号 = 设置定义，管道符 | 用作 OR 语句。请注意，union 必须由对象或接口组成，标量类型在 union 上无效。

现在，如果查询 characters 列表，它可以使用 Character union 并返回所有 Wizard 和 Fighter 类型。

总结

上面学习了定义 GraphQL 类型系统的类型，包括最基本的类型是标量类型由 Int、Float、String、Boolean、ID和 GraphQL 实现创建的任何自定义标量类型组成。枚举是有效常量值的列表，当需要对查询响应进行更多控制时，可以使用枚举，而不是简单地将其声明为字符串。列表类型和非空类型被称为类型修饰符 type modifier 或包装类型 wrapping type，它们分别可以将其他类型定义为集合类型或必需类型。GraphQL schema 中的几乎所有内容都是对象类型，包括 query、mutation 和 subscription 入口点。接口和联合类型是抽象类型，在定义对象时很有用。

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