Bei der Entwicklung einer Client-Server-Anwendung stehen Programmierer oft vor der Entscheidung zwischen GraphQL und REST-APIs. Die Wahl der einen oder anderen Technologie kann erhebliche Auswirkungen auf die Geschwindigkeit, Skalierbarkeit und Wartungsfreundlichkeit der Anwendung haben.
Die REST-API ist seit vielen Jahren eine bevorzugte Option für zahlreiche Entwickler. Ihre klar definierte Struktur macht sie leicht verständlich und anwendbar. Dadurch können Entwickler effizient anspruchsvolle Anwendungen erstellen.
GraphQL hat sich jedoch zu einem ernstzunehmenden Konkurrenten entwickelt, der einen effizienteren und flexibleren Mechanismus für Datenabfragen bietet. Entwickler können mit GraphQL präzise die benötigten Informationen abrufen. Zudem ermöglicht das Datenmodell von GraphQL eine unkomplizierte Anpassung.
GraphQL und die REST-API bieten jeweils spezifische Vorteile und Funktionen. Die Wahl der optimalen Lösung für ein Projekt hat daher einen großen Einfluss auf dessen Erfolg. In diesem Artikel werden wir GraphQL und die REST-API, ihre Funktionen, Vorteile, Anwendungsfälle und die wichtigsten Unterschiede vorstellen.
Was ist GraphQL?
GraphQL ist eine leistungsstarke Abfragesprache für APIs, die von Meta entwickelt wurde. Sie bietet eine verbesserte Methode zur Gestaltung von APIs und optimiert die Aufrufe von RESTful-APIs.
GraphQL ermöglicht es Entwicklern, einen einzelnen Endpunkt zu verwenden, um genau die gewünschten Daten zu erhalten. Dies vereinfacht die Verwaltung von Datenabhängigkeiten und verhindert Overfetching. Im Gegensatz dazu erfordert die REST-API mehrere Endpunkte, um eine Vielzahl von Ressourcen abzurufen.
Es gibt jedoch einige Missverständnisse darüber, was GraphQL nicht ist. Lassen Sie uns diese Unklarheiten mit den folgenden Punkten beseitigen:
- Es handelt sich nicht um eine Datenbanksprache oder ein ORM, sondern um ein Werkzeug zur Abfrage von APIs.
- Es ist nicht als Ersatz für die REST-API gedacht, sondern als Alternative, die im selben Projekt parallel existieren kann.
- Es ist nicht kompliziert oder schwer zu erlernen, was die Implementierung vereinfacht.
GraphQL wurde 2015 als Open-Source-Projekt freigegeben. Seitdem haben Unternehmen wie GitHub, Yelp und Shopify es adaptiert, was seine wachsende Beliebtheit unterstreicht. Angesichts der steigenden Nachfrage nach effizienteren APIs entwickelt sich GraphQL zu einer wichtigen Fähigkeit für Entwickler.
Wie GraphQL funktioniert
GraphQL basiert auf einem Schema, das die abfragbaren Datentypen und deren Beziehungen beschreibt. Dieses Schema dient als Bindeglied zwischen Client und Server und stellt sicher, dass beide Seiten wissen, welche Daten angefordert werden können und wie diese dargestellt werden.
Betrachten wir eine Blog-Anwendung, die eine GraphQL-API verwendet. Das Schema der API könnte folgendermaßen aussehen:
In diesem Schema werden die Typen „Post“ und „Comment“ zusammen mit einem Abfragetyp definiert. Dieser ermöglicht es uns, einzelne Beiträge anhand ihrer ID abzurufen. Die Felder, die jeder Typ aufweist, spiegeln die abfragbaren Daten wider.
Mit diesem Schema können wir den folgenden Code verwenden, um eine GraphQL-Abfrage zu erstellen, die einen Beitrag und seine zugehörigen Kommentare abruft:
Das Ergebnis dieser Abfrage enthält den Titel, den Text, den Autor und die ID des Beitrags. Zudem werden der Textkörper und der Autor jedes Kommentars für diesen Beitrag zurückgegeben.
Anstatt mehrere Anfragen an verschiedene Endpunkte zu senden, können wir mit GraphQL alle benötigten Daten mit nur einem API-Aufruf abrufen. Dies reduziert den Overhead und erhöht die Effizienz der API.
Was ist die REST-API?
Die REST-API ist eine Architektur für Webdienste, die die Kommunikation zwischen verschiedenen Systemen über HTTP-Protokolle ermöglicht. Sie besteht aus einer Reihe von Architekturprinzipien, die bei der Entwicklung von skalierbaren, effizienten und vielseitigen Webdiensten helfen.
Sie ist eine beliebte Wahl unter Entwicklern, da sie gängige HTTP-Methoden verwendet, wie zum Beispiel:
GET: Zum Abrufen von Ressourcen.
POST: Zum Erstellen einer Ressource.
PUT: Zum Ändern oder Aktualisieren einer Ressource, die ein Objekt, eine Datei oder ein Block sein kann.
DELETE: Zum Löschen einer Ressource.
Die Grundlage der REST-API ist das Konzept von Ressourcen, die durch eindeutige URLs (Uniform Resource Locators) identifiziert werden. Abhängig von der Client-Anfrage kann jede Ressource eine unterschiedliche Darstellung haben, wie z. B.:
- JSON (JavaScript Object Notation),
- XML (Extensible Markup Language),
- und HTML (Hypertext Markup Language).
Die RESTful-API verwendet diese Ressourcen, um Daten abzurufen, einen Datensatz zu erstellen, einen Datensatz zu aktualisieren oder ihn zu löschen.
Funktionsweise der REST-API
Die REST-API funktioniert, indem sie es Benutzern ermöglicht, HTTP-Anfragen an Server zu senden, die Ressourcen über URLs darstellen. Nach der Bearbeitung der Anfrage sendet der Server die Informationen im angegebenen Format (JSON oder XML) zurück.
Nehmen wir als Beispiel eine Webanwendung, die es Nutzern ermöglicht, Informationen über Bücher abzurufen. Mit der RESTful-API können Kunden Details zu einem einzelnen Buch oder einer Auswahl von Büchern abrufen.
Um Informationen über ein bestimmtes Buch zu erhalten, sendet der Client eine HTTP-GET-Anfrage unter Verwendung der Ressourcen-URL. Die URL könnte beispielsweise lauten: https://example.com/api/books/123. Nachdem die Anfrage bearbeitet und das Buch mit der ID „123“ gefunden wurde, liefert der Server eine Antwort im ausgewählten Format (z. B. JSON).
Ebenso sendet der Client zum Abrufen einer Liste von Büchern eine HTTP-GET-Anfrage mit einer URL wie „https://example.com/api/books“ an den Server. Der Server antwortet dann im angeforderten Format, wie z. B. JSON.
Funktionen von GraphQL
GraphQL ist eine vielseitige und effiziente Abfragesprache, die eine starke Typisierung und einen hierarchischen Datenabruf bietet. Hier sind einige der wichtigsten Funktionen von GraphQL, die es bei seinen Benutzern so beliebt gemacht haben:
Stark typisiert: GraphQL bietet ein Schema, das verschiedene Arten von API-zugänglichen Datentypen wie Felder, Objekte und Beziehungen enthält. Dieses Schema wird verwendet, um Abfragen und Antworten zu validieren und eine korrekte Datenübertragung sicherzustellen.
Hierarchische Struktur: GraphQL ermöglicht es Clients, die genauen benötigten Daten zu spezifizieren. Dadurch werden weniger redundante Daten zurückgegeben, was die Geschwindigkeit der API erhöht.
Effektiv: Clients können dank GraphQL mit einer einzigen Anfrage mehrere Ressourcen abrufen. Es verwendet nur einen Endpunkt für alle Abfragen, was Caching und Batch-Anfragen ermöglicht.
Client-orientiert: GraphQL ermöglicht dem Client, die abgerufenen Daten zu kontrollieren, wodurch die Anzahl der Anfragen an den Server reduziert wird.
Agnostisch: Da GraphQL unabhängig von der zugrunde liegenden Datenbank und dem Technologiestack ist, kann es in jede Backend-Technologie integriert werden.
Introspektiv: GraphQL verfügt über ein Introspektionssystem, das es Clients ermöglicht, sich über ihre zugänglichen Daten, Datentypen und Beziehungen zu informieren.
Abonnementmodell: Das Abonnementmodell ermöglicht es Nutzern, Datenaktualisierungen in Echtzeit zu erhalten. Clients können Änderungen an bestimmten Daten abonnieren und bei Änderungen Updates erhalten.
Nachdem Sie nun die Funktionen von GraphQL kennengelernt haben, wollen wir uns ansehen, was die REST-API ihren Kunden zu bieten hat.
Funktionen der REST-API
Die REST-API legt großen Wert auf die Einhaltung einer Reihe von Standards, die die API leicht zugänglich, anpassbar und einfach skalierbar machen:
Zustandslos: Die RESTful-API enthält alle notwendigen Informationen in jeder Anfrage. Daher ist sie zustandslos, skalierbar und leicht zu verwalten.
Client-Server-Architektur: Client-Server-Architektur, bei der Clients Daten vom Server anfordern und diese zurückgegeben werden. Daher können die Front-End- und Back-End-Systeme separat entwickelt und gewartet werden.
Ressourcenbasiert: Die zugänglichen Daten werden durch Ressourcen dargestellt. Jede Ressource hat eine bestimmte URL zum Abrufen oder Ändern.
CRUD-Operationen: Die REST-API verwaltet Ressourcen über CRUD-Aktionen (Create, Read, Update, Delete).
Konsistente Schnittstelle: Bietet eine einheitliche Schnittstelle für die Interaktion mit Ressourcen und vereinfacht die API-Architektur und -Wartung.
Cachefähig: Caching ist aktiviert, was die Anzahl der Anfragen an den Server reduziert und die Effizienz verbessert.
Schichtstruktur: Unterstützt eine Schichtstruktur, die einen Proxy-Server enthält, der die Flexibilität und Skalierbarkeit erhöht.
Vorteile von GraphQL
Nachdem wir die Funktionen von GraphQL kennengelernt haben, wollen wir nun die Vorteile untersuchen, die es auszeichnen:
Bessere Leistung: Mit GraphQL wird die Leistung verbessert, indem die über das Netzwerk gesendete Datenmenge minimiert wird.
Vereinfachte API-Entwicklung: Die API-Entwicklung wird mit einem einzigen umfassenden Schema einfacher. Dies rationalisiert den Entwicklungsprozess und reduziert die Wahrscheinlichkeit von Fehlern.
Erhöhte Flexibilität: Entwickler können genau beschreiben, welche Daten sie benötigen und wie sie organisiert sein sollen. Daher kann es verschiedene Arten von Clients aufnehmen, z. B. mobile und Web-Apps.
Verbesserte Entwicklererfahrung: Bietet Frameworks und Tools, die das Erstellen, Testen und Debuggen von APIs vereinfachen.
Bessere Dokumentation: Mit einem selbstdokumentierenden Schema wird es einfacher, die API zu verstehen und zu verwenden.
Schnellere Iteration: Die Aktualisierungen des Schemas können vorgenommen werden, ohne dass dies Auswirkungen auf bestehende Clients hat. Es ist daher einfach, die API zu verbessern und ihr neue Funktionen hinzuzufügen.
Einfachere Datenaggregation: Nutzer können Informationen aus mehreren APIs und Quellen in eine einzige Abfrage integrieren. Daher kann die Datenaggregation mit weniger kompliziertem Backend-Code vereinfacht werden.
Vorteile der REST-API
Die REST-API bietet verschiedene Vorteile, die sie zu einer beliebten Option für Entwickler und Unternehmen machen. Einige der wichtigsten Vorteile der REST-API sind unten aufgeführt:
Flexibilität: XML, JSON und HTML sind nur einige der vielen Programmiersprachen und Datenformate, die mit der REST-API verwendet werden können.
Skalierbarkeit: Die REST-API kann eine große Menge an Datenverkehr und Daten verarbeiten und ist daher ideal für verteilte Systeme.
Zustandslosigkeit: Die REST-API ist zustandslos, was es Entwicklern leicht macht, APIs zu entwickeln, die viele Clients bedienen können.
Verbesserte Leistung: Mit der Caching-Funktion verarbeiten Server weniger Anfragen, was die Gesamtleistung verbessert.
Einfache Implementierung: Mit ihren benutzerfreundlichen HTTP-Methoden zum Abrufen, Erstellen, Aktualisieren und Löschen von Ressourcen ist die Implementierung unkompliziert.
Anwendungen und Anwendungsfälle: GraphQL
Wenn es um das Erstellen und Verwenden von APIs geht, bietet GraphQL eine einzigartige Lösung. Es kann das ideale Werkzeug für die unten aufgeführten Anwendungsfälle sein, wenn es entsprechend eingesetzt wird:
Erstellen von APIs
GraphQL wird häufig verwendet, um APIs zu entwickeln, die einen schnelleren Zugriff und eine schnellere Datenabrufmethoden bieten. Es hilft Entwicklern, die genauen Felder und die Struktur der abzufragenden Daten anzugeben, wodurch die API schlanker und schneller wird.
Headless CMS
Bei einem Headless CMS kann GraphQL als Datenschicht verwendet werden. Es bietet eine Möglichkeit, den Inhalt von der Präsentationsschicht zu entkoppeln. Zudem ermöglichen Headless CMS Entwicklern, Inhalte effizient und flexibel abzurufen und zu verwalten.
Mobile App-Entwicklung
Da mobile Apps oft eine begrenzte Bandbreite haben, ist ein schneller Datenabruf unerlässlich. Hier erweist sich GraphQL als ideales Werkzeug für die Entwicklung mobiler Apps. Außerdem erleichtert es Entwicklern die Implementierung von Funktionen wie Offline-Unterstützung und Caching.
Kollaborative Apps
Die Abonnementfunktion von GraphQL ist unerlässlich für Anwendungen, die Benutzerinteraktion und Datenänderungen in Echtzeit erfordern. Dadurch können Clients Aktualisierungen abonnieren und sofortige Übertragungen vom Server erhalten.
Mikrodienste
In einer Microservices-Architektur müssen Dienste typischerweise miteinander kommunizieren und haben unterschiedliche Datenanforderungen. GraphQL reduziert diese Komplexität, indem es eine einzige Schnittstelle zum Abrufen von Daten aus verschiedenen Diensten bietet.
E-Commerce
Die Vielseitigkeit und Effizienz von GraphQL beim Abrufen und Verwalten von Produktdaten kann E-Commerce-Websites und -Anwendungen verbessern. Dies ermöglicht Funktionen wie die dynamische Aktualisierung der Produktverfügbarkeit, personalisierte Einkaufsführer und Sonderangebote.
Datenwissenschaft
Die flexiblen und leistungsstarken Datenabruf- und Analysefunktionen von GraphQL machen es zu einer praktikablen Technologie für datenwissenschaftliche Anwendungen. Es erleichtert Entwicklern die erweiterte Analyse und Modellierung von Daten aus einer Vielzahl von Quellen.
Soziale Medien
Mit GraphQL können Programmierer Benutzerinformationen, Blogartikel und andere Inhalte abfragen und manipulieren. Dies ermöglicht dynamische Aktualisierungen von Benutzer-Feeds und ein persönlicheres Erlebnis für den Endbenutzer.
Anwendungen und Anwendungsfälle: REST-API
Hier sind einige der wichtigsten Anwendungen und Anwendungsfälle der REST-API:
Mobile Anwendungen
Die REST-API ist eine ausgezeichnete Wahl für die Entwicklung von Backend-Diensten für mobile Anwendungen. Sie ruft problemlos Daten aus verschiedenen Quellen ab, z. B. Datenbanken, Cloud-Speicher und mobile Online-Dienste.
Webanwendungen
REST-APIs eignen sich hervorragend für die Entwicklung von Webanwendungen, die den Datenzugriff aus zahlreichen Quellen benötigen. Sie bieten eine einheitliche Methode für den Zugriff und die Manipulation von Daten, wodurch die Komplexität von Webanwendungen reduziert wird.
Internet der Dinge (IoT)
Sie können die RESTful-API verwenden, um Internet-of-Things-Geräte (IoT) mit Cloud-basierter Software zu verbinden. Beispielsweise kann ein intelligentes Thermostat mit einem Cloud-basierten Dienst interagieren, der die Temperatur eines Hauses über eine REST-API reguliert.
E-Commerce-Websites
Um Transaktionen abzuwickeln und Verbindungen zu Drittanbieterdiensten herzustellen, verwenden E-Commerce-Websites häufig RESTful-APIs. Beispielsweise kann ein Online-Shop eine RESTful-API verwenden, um Versanddaten von einem Logistikdienstleister abzurufen oder Zahlungen über ein Zahlungs-Gateway zu akzeptieren.
Social-Media-Plattformen
RESTful-APIs spielen eine entscheidende Rolle bei der Fähigkeit von Social-Media-Netzwerken, organisierten Zugriff auf ihre Daten zu gewähren. Mit ihnen können Programmierer auf Benutzerdaten von Websites wie Twitter, Facebook und LinkedIn zugreifen, um maßgeschneiderte Social-Media-Management-Systeme oder native Apps zu entwickeln.
GraphQL vs. REST-API
Hier ein kurzer Überblick über die Unterschiede zwischen GraphQL und der REST-API:
| Merkmal | GraphQL | REST API |
| Datenabruf | Clients können nur die benötigten Daten in verschiedenen Formaten anfragen und abrufen. | Clients können alle Daten in einem vordefinierten Format anfragen und empfangen. |
| Datenanfrage und -antwort | Kann komplexe Daten verarbeiten und sie mit einer einzigen Anfrage aus mehreren Quellen zurückgeben. | Es sind mehrere Anfragen für zahlreiche Ressourcen erforderlich. |
| Flexibilität bei der Datenabfrage | Ermöglicht anpassbare Abfragen, die auf die spezifischen Anforderungen des Clients zugeschnitten werden können. | Die Modifizierungsmöglichkeiten für Abfragen sind relativ eingeschränkt. |
| Caching-Funktion | Caching-fähig, was die Leistung verbessert. Daher müssen die Anfragen nicht erneut bearbeitet werden. | Aufgrund des vordefinierten Rückgabestils kann das Caching schwieriger sein. |
| Gesamtleistung | Effektiv für den hochfrequenten Datenabruf. | Weniger effizient für Daten mit hoher Frequenz. Dies kann zu Bandbreitenverschwendung und verzögerten Antwortzeiten führen. |
| Lernkurve | Eine steilere Lernkurve, da der Benutzer das Schema und die Abfragemethode verstehen muss. | Mit einem vereinfachten Anfrage- und Antwortstil ist es einfacher zu lernen und zu verwenden. |
| Dokumentation und IDE-Unterstützung | Unterstützende Programme, Tools und Bibliotheken werden erweitert. | Etablierte und robuste Tools und Ressourcen sind verfügbar. |
Anmerkung des Verfassers
GraphQL ermöglicht es Kunden, mit einer einzigen Anfrage genau die benötigten Daten zu erhalten. Es ist eine ausgezeichnete Wahl für Anwendungen mit komplexen Datenanforderungen oder hochfrequentem Datenabruf.
Die REST-API hingegen bietet ein robusteres Ökosystem an unterstützender Software und ist einfacher zu verwenden. Es ist eine passende Ergänzung für einfachere Anwendungen, die eine unkomplizierte Handhabung erfordern. Darüber hinaus verfügt sie über ein gut etabliertes Ökosystem an Tools und Bibliotheken.
Abschließende Gedanken
Wie Sie sehen, sind sowohl GraphQL- als auch REST-APIs mit ihren Vor- und Nachteilen klar unterscheidbar. Im Allgemeinen ist die Wahl zwischen GraphQL und der REST-API eine Frage der Präferenz des Entwicklers und der Anforderungen der Anwendung.
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