GraphQL چیست و در توسعه نرم‌افزار چقدر کاربرد دارد؟ مقایسه GraphQL با REST

در مبحث توسعه وب و اپلیکیشن‌های مدرن، نیاز به تبادل داده به روشی سریع، منعطف و بهینه بیش از پیش احساس می‌شود. GraphQL به عنوان یک فناوری نوین برای ساخت API، این امکان را فراهم می‌کند تا کلاینت‌ها دقیقاً همان داده‌هایی را که نیاز دارند، دریافت کنند و مشکلات رایج معماری‌های سنتی مانند REST را برطرف نمایند. در این مقاله با مفاهیم پایه‌ای GraphQL، نحوه عملکرد و مزایای آن آشنا می‌شویم.

GraphQL چیست؟

GraphQL یک زبان پرس‌وجو (Query Language) و محیط اجرایی برای APIها است که توسط فیسبوک در سال ۲۰۱۲ توسعه یافت و در سال ۲۰۱۵ به صورت متن‌باز منتشر شد. هدف اصلی GraphQL این است که کلاینت‌ها بتوانند دقیقاً همان داده‌هایی را که نیاز دارند، از سرور درخواست کنند و دیگر نیازی به دریافت داده‌های اضافی یا انجام چندین درخواست برای منابع مختلف نباشد. این ویژگی باعث افزایش کارایی و کاهش مصرف پهنای باند می‌شود.

برخلاف معماری REST که هر منبع یک URL جداگانه دارد و معمولاً برای دریافت داده‌های مرتبط باید چندین درخواست ارسال شود، در GraphQL همه داده‌ها از طریق یک endpoint واحد قابل دسترسی هستند. این فناوری با ارائه ساختار Query، Mutation و Subscription، امکان خواندن، نوشتن و دریافت داده‌های real-time را به روشی ساده و منعطف فراهم می‌کند.

GraphQL چگونه کار می‌کند؟

Query:

در GraphQL کلاینت‌ها با استفاده از Query می‌توانند دقیقاً مشخص کنند که چه داده‌هایی از سرور نیاز دارند. این درخواست به صورت یک ساختار شبیه به JSON نوشته می‌شود و سرور فقط همان داده‌های خواسته‌شده را بازمی‌گرداند. این موضوع باعث کاهش Over-fetching و Under-fetching داده‌ها می‌شود.

Mutation:

برای ایجاد، به‌روزرسانی یا حذف داده‌ها در GraphQL از Mutation استفاده می‌شود. Mutationها مشابه Queryها نوشته می‌شوند اما عملیات آن‌ها بر روی داده‌ها تاثیرگذار است. این قابلیت به توسعه‌دهندگان اجازه می‌دهد تا تغییرات مورد نیاز را به صورت ساختاریافته و قابل پیش‌بینی روی داده‌ها اعمال کنند.

Subscription:

Subscription در GraphQL برای دریافت داده‌های real-time و به‌روزرسانی‌های لحظه‌ای استفاده می‌شود. با استفاده از Subscription، کلاینت می‌تواند به رویدادهای خاصی گوش دهد و هر زمان که تغییری رخ داد، داده‌های جدید را به صورت خودکار دریافت کند. این ویژگی برای اپلیکیشن‌هایی که نیاز به داده‌های زنده دارند، بسیار کاربردی است.

مزایا و معایب GraphQL

مزایا	معایب
دریافت دقیق داده‌های مورد نیاز	پیچیدگی و حجم بالای پیام‌ها
کاهش تعداد درخواست‌ها به سرور	چالش‌های امنیتی و مدیریت دسترسی
انعطاف‌پذیری بالا برای کلاینت	دشواری در کش کردن داده‌ها
پشتیبانی از real-time با Subscription	مشکلات احتمالی در مدیریت نسخه‌بندی API
مناسب برای اپلیکیشن‌های پیچیده و موبایل

مقایسه GraphQL با REST

GraphQL و REST دو رویکرد متفاوت برای طراحی و پیاده‌سازی API هستند. REST بر پایه منابع و متدهای HTTP کار می‌کند و هر منبع با یک URL جداگانه قابل دسترسی است. در مقابل، GraphQL یک endpoint واحد دارد و کلاینت می‌تواند با یک درخواست، داده‌های مورد نیاز خود را به صورت دقیق و ساختاریافته دریافت کند. این موضوع باعث کاهش تعداد درخواست‌ها و افزایش کارایی در اپلیکیشن‌هایی با نیازهای داده‌ای پیچیده می‌شود.

یکی از تفاوت‌های مهم دیگر، انعطاف‌پذیری در دریافت داده‌هاست. در REST معمولاً داده‌های اضافی یا ناکافی دریافت می‌شود (Over-fetching/Under-fetching)، اما در GraphQL کلاینت کنترل کاملی بر ساختار پاسخ دارد. با این حال REST به دلیل سادگی و سازگاری با زیرساخت‌های فعلی وب، همچنان در بسیاری از پروژه‌ها محبوب است، در حالی که GraphQL بیشتر برای پروژه‌هایی با نیازهای پویا و پیچیده انتخاب می‌شود.

	GraphQL	REST
Endpoint	یک endpoint واحد	چندین endpoint برای هر منبع
دریافت داده	دقیق و سفارشی‌سازی شده	ممکن است داده اضافی یا ناکافی باشد
تعداد درخواست‌ها	معمولاً یک درخواست کافی است	ممکن است چندین درخواست نیاز باشد
ساختار پاسخ	قابل تعریف توسط کلاینت	توسط سرور تعیین می‌شود
پشتیبانی از real-time	بله (Subscription)	محدود (Webhook, Polling)
کش کردن داده	دشوارتر	آسان‌تر
سادگی پیاده‌سازی	پیچیده‌تر	ساده‌تر
مستندسازی	خودکار و قوی	معمولاً دستی

Subscription در GraphQL چیست؟

Subscription در GraphQL قابلیتی است که به کلاینت‌ها اجازه می‌دهد تا به رویدادهای خاصی در سرور گوش دهند و هر زمان که تغییری در داده‌ها رخ داد، به صورت real-time و خودکار اطلاعات جدید را دریافت کنند. این ویژگی برای اپلیکیشن‌هایی که نیاز به داده‌های زنده و به‌روزرسانی لحظه‌ای دارند، مانند چت آنلاین، اعلان‌ها یا داشبوردهای زنده، بسیار کاربردی و ارزشمند است.

ابزارها و فریم‌ورک‌های محبوب برای توسعه GraphQL

Apollo

Apollo یکی از محبوب‌ترین اکوسیستم‌ها برای توسعه GraphQL است که هم برای سمت سرور و هم سمت کلاینت ابزارهای قدرتمندی ارائه می‌دهد. Apollo Server به راحتی با فریم‌ورک‌های مختلف مانند Node.js، Express و Koa یکپارچه می‌شود و Apollo Client نیز برای مدیریت داده‌ها در اپلیکیشن‌های React، Angular و Vue بسیار کاربردی است.

GraphQL.js

GraphQL.js کتابخانه رسمی و پایه‌ای برای پیاده‌سازی GraphQL در محیط Node.js است. این کتابخانه توسط تیم اصلی GraphQL توسعه داده شده و امکان ساخت سرور GraphQL سفارشی را با انعطاف‌پذیری بالا فراهم می‌کند. بسیاری از فریم‌ورک‌های دیگر نیز بر پایه GraphQL.js ساخته شده‌اند.

Hasura

Hasura یک موتور GraphQL متن‌باز است که به صورت خودکار و بلادرنگ (real-time) API GraphQL را بر روی پایگاه داده‌های PostgreSQL ایجاد می‌کند. این ابزار با امکاناتی مانند مدیریت مجوزها، کشینگ و پشتیبانی از Subscription، توسعه سریع و امن API را برای تیم‌ها فراهم می‌کند.

GraphiQL

GraphiQL یک محیط تعاملی و گرافیکی برای تست و مستندسازی GraphQL است. با استفاده از این ابزار می‌توانید کوئری‌ها و Mutationهای خود را به صورت زنده اجرا کنید، مستندات API را مشاهده کنید و به راحتی ساختار داده‌ها را بررسی نمایید.

جمع‌بندی…

GraphQL با ارائه رویکردی نوین و منعطف برای توسعه API، توانسته جایگاه ویژه‌ای در میان توسعه‌دهندگان وب و موبایل پیدا کند. این فناوری با کاهش تعداد درخواست‌ها، دریافت دقیق داده‌های مورد نیاز و پشتیبانی از real-time، بسیاری از محدودیت‌های معماری‌های سنتی مانند REST را برطرف کرده است. انتخاب ابزار و فریم‌ورک مناسب و رعایت اصول امنیتی، کلید موفقیت در پیاده‌سازی پروژه‌های مبتنی بر GraphQL است.