GraphQL là gì?

Hiện nay, giao tiếp hiệu quả giữa client và server là yếu tố quyết định đến thành công của ứng dụng. Trước đây, REST API đã trở thành tiêu chuẩn công nghiệp cho việc xây dựng các API. Tuy nhiên, REST API thường gặp phải các hạn chế như việc trả về quá nhiều hoặc quá ít dữ liệu, và đôi khi cần nhiều request để lấy đủ thông tin cần thiết.

GraphQL là gì? GraphQL là ngôn ngữ truy vấn dành cho API và hệ thống runtime để thực thi các truy vấn đó. Không giống như REST, GraphQL cho phép client chỉ định chính xác dữ liệu họ cần, giúp giảm thiểu lượng dữ liệu truyền tải và tăng hiệu suất ứng dụng. GraphQL được Facebook phát triển nội bộ từ năm 2012 để giải quyết các vấn đề mà họ gặp phải khi xây dựng ứng dụng di động. Đến năm 2015, Facebook công bố GraphQL ra công chúng, và kể từ đó, nó đã trở thành một công nghệ phổ biến trong cộng đồng phát triển phần mềm.

GraphQL không phải là một thư viện hay framework, mà là một đặc tả kỹ thuật - một tập hợp các quy tắc và hướng dẫn về cách xây dựng một API. Điều này có nghĩa là GraphQL có thể được triển khai trên bất kỳ ngôn ngữ lập trình nào, với nhiều thư viện hỗ trợ như Apollo, Relay, và các triển khai server cho Node.js, Python, Ruby, Java, và nhiều ngôn ngữ khác.

GraphQL là ngôn ngữ truy vấn dành cho API và hệ thống runtime để thực thi các truy vấn đó

Ưu điểm nổi bật của GraphQL

Giảm thiểu dữ liệu dư thừa và thiếu hụt

Một trong những vấn đề lớn nhất của REST API là hiện tượng "over-fetching" (lấy thừa dữ liệu) hoặc "under-fetching" (lấy thiếu dữ liệu). Với REST, một endpoint thường trả về một cấu trúc dữ liệu cố định, bất kể client có cần tất cả các trường đó hay không.

GraphQL giải quyết vấn đề này bằng cách cho phép client chỉ định chính xác dữ liệu họ cần trong mỗi request. Ví dụ, nếu ứng dụng của bạn chỉ cần hiển thị tên và avatar của người dùng, bạn có thể yêu cầu chính xác hai trường đó mà không cần lấy về địa chỉ email, số điện thoại hay các thông tin không cần thiết khác. Điều này không chỉ giúp giảm kích thước payload, mà còn tối ưu hóa hiệu suất ứng dụng, đặc biệt là trên các thiết bị di động hoặc kết nối mạng chậm.

Truy vấn nhiều tài nguyên trong một request

Với kiến trúc REST truyền thống, việc lấy dữ liệu liên quan thường đòi hỏi nhiều request riêng biệt. Ví dụ, để hiển thị trang hồ sơ người dùng với danh sách bạn bè và bài đăng gần đây, bạn có thể cần thực hiện ít nhất ba request riêng biệt: một cho thông tin người dùng, một cho danh sách bạn bè, và một cho bài đăng.

GraphQL cho phép bạn lấy tất cả những dữ liệu này trong một request duy nhất. Bạn chỉ cần xác định cấu trúc dữ liệu bạn muốn, và GraphQL server sẽ tổng hợp thông tin từ các nguồn khác nhau và trả về chính xác những gì bạn yêu cầu. Điều này không chỉ giúp giảm số lượng request, mà còn làm đơn giản hóa logic phía client và giảm thời gian tải trang.

Tính tự mô tả và khả năng mở rộng

GraphQL API đi kèm với một hệ thống kiểu dữ liệu mạnh mẽ và tự mô tả. Mỗi GraphQL server cung cấp một "schema" mô tả đầy đủ tất cả các kiểu dữ liệu có sẵn và các thao tác có thể thực hiện. Điều này cho phép:

• Các công cụ như GraphiQL tự động tạo tài liệu và gợi ý khi bạn viết truy vấn.
• Kiểm tra lỗi cú pháp và kiểu dữ liệu ngay khi viết truy vấn, trước khi gửi lên server.
• Frontend và backend có thể phát triển độc lập dựa trên schema đã thống nhất.

Khả năng mở rộng của GraphQL cũng rất ấn tượng. Bạn có thể thêm các trường và kiểu dữ liệu mới mà không ảnh hưởng đến các truy vấn hiện có. Điều này giúp API phát triển theo thời gian mà không phá vỡ tương thích ngược, một thách thức lớn đối với các REST API truyền thống.

Khả năng mở rộng của GraphQL cũng rất ấn tượng

Nhược điểm và thách thức của GraphQL

Độ phức tạp trong triển khai

Mặc dù GraphQL mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó cũng đi kèm với độ phức tạp cao hơn so với REST. Việc thiết lập một GraphQL server đòi hỏi hiểu biết về schema, resolver, và cách chúng tương tác với nhau. Đối với các đội ngũ phát triển đã quen với REST, có thể mất thời gian để thích nghi với mô hình tư duy mới này.

Xây dựng schema GraphQL đòi hỏi phải suy nghĩ cẩn thận về cách mô hình hóa dữ liệu và mối quan hệ giữa chúng. Resolver - các hàm xử lý để lấy dữ liệu cho mỗi trường - cũng cần được triển khai một cách hiệu quả để tránh các vấn đề hiệu suất. Đối với các ứng dụng đơn giản, sự phức tạp này có thể không xứng đáng với lợi ích mang lại.

Bạn đọc tham khảo thêm: 

Từ A đến Z về webhook là gì: Nguyên lý, lợi ích và webhook Discord

CSRF là gì? Hiểu rõ cách thức hoạt động và cách phòng chống tấn công CSRF

Khó kiểm soát quá trình truy vấn

Trong khi GraphQL giải quyết vấn đề "over-fetching" của REST, nó lại tạo ra một thách thức mới: client có thể tạo ra các truy vấn vô cùng phức tạp và nặng nề. Vì client có quyền yêu cầu bất kỳ dữ liệu nào được định nghĩa trong schema, họ có thể vô tình hoặc cố ý tạo ra các truy vấn khiến server phải thực hiện nhiều phép tính tốn kém, gây áp lực lên cơ sở dữ liệu và làm giảm hiệu suất hệ thống.

Điều này đòi hỏi các biện pháp bảo vệ như giới hạn độ phức tạp truy vấn, giới hạn độ sâu của truy vấn, hoặc hạn chế số lượng trường có thể yêu cầu trong một lần. Các công cụ như query cost analysis và rate limiting trở nên quan trọng khi triển khai GraphQL trong môi trường sản xuất.

Mặc dù GraphQL mang lại nhiều lợi ích, nhưng nó cũng đi kèm với độ phức tạp cao hơn so với REST

Ứng dụng của GraphQL trong thực tế

GraphQL không phải là giải pháp cho mọi dự án, nhưng nó đặc biệt phù hợp với một số loại ứng dụng cụ thể. GraphQL thể hiện sức mạnh của mình trong các ứng dụng có giao diện người dùng phức tạp, cần hiển thị nhiều loại dữ liệu liên quan đến nhau. Các ứng dụng dashboard, mạng xã hội, hoặc nền tảng thương mại điện tử với nhiều thành phần UI khác nhau sẽ được hưởng lợi rất nhiều từ khả năng lấy chính xác dữ liệu cần thiết trong một request.

Các ứng dụng di động cũng là ứng cử viên lý tưởng cho GraphQL. Do băng thông và pin là những tài nguyên quý giá trên thiết bị di động, khả năng giảm thiểu dữ liệu truyền tải của GraphQL giúp tối ưu hóa hiệu suất và thời lượng pin. Hơn nữa, GraphQL cho phép các ứng dụng di động thích nghi tốt hơn với các điều kiện mạng khác nhau bằng cách chỉ yêu cầu dữ liệu cần thiết.

Một trường hợp sử dụng khác là khi bạn cần phục vụ nhiều client khác nhau (web, iOS, Android, desktop) từ cùng một API. Mỗi client có thể có nhu cầu dữ liệu khác nhau, và GraphQL cho phép họ chỉ lấy những gì họ cần mà không phải xây dựng các endpoint riêng biệt cho từng trường hợp.

Cấu trúc cơ bản của một truy vấn GraphQL

GraphQL cung cấp ba loại thao tác chính để tương tác với dữ liệu: Query, Mutation và Subscription. Mỗi loại đều có cú pháp riêng nhưng đều phản ánh triết lý trung tâm của GraphQL: chỉ truy vấn những gì bạn cần, không hơn không kém.

Truy vấn đơn giản (Query)

Query là cách cơ bản nhất để truy xuất dữ liệu từ GraphQL API. Cú pháp rất trực quan, thể hiện rõ những trường dữ liệu bạn mong muốn nhận lại từ server.

Ví dụ: Truy vấn thông tin người dùng

graphql

{

  user(id: "1") {

    name

    email

    posts {

      title

      createdAt

    }

  }

}

Trong ví dụ trên, client yêu cầu dữ liệu người dùng có id = "1", bao gồm các trường: name, email, và danh sách bài viết (chỉ lấy title và createdAt).

Kết quả trả về từ server sẽ có cấu trúc phản ánh đúng yêu cầu:

json

Sao chépChỉnh sửa

{

  "data": {

    "user": {

      "name": "John Doe",

      "email": "john@example.com",

      "posts": [

        {

          "title": "Giới thiệu về GraphQL",

          "createdAt": "2023-06-15"

        },

        {

          "title": "Tại sao GraphQL tốt hơn REST",

          "createdAt": "2023-07-20"

        }

      ]

    }

  }

}

Điểm nổi bật: Cấu trúc dữ liệu phản hồi tương ứng chính xác với cấu trúc truy vấn. Điều này giúp giảm thiểu dữ liệu dư thừa và dễ dàng kiểm soát những gì được nhận từ server.

Thay đổi dữ liệu với Mutation

Trong khi Query chỉ dùng để đọc dữ liệu, thì Mutation được sử dụng để tạo, cập nhật hoặc xóa dữ liệu — tương đương với các phương thức như POST, PUT, DELETE trong REST.

Ví dụ: Tạo một bài viết mới

graphql

mutation {

  createPost(title: "Học GraphQL", content: "GraphQL thật tuyệt vời!") {

    id

    title

    createdAt

  }

}

Trong truy vấn này, ta tạo một bài viết mới với tiêu đề và nội dung xác định. Đồng thời, ta chỉ định các trường dữ liệu muốn nhận lại từ phản hồi.

Phản hồi có thể như sau:

json

{

  "data": {

    "createPost": {

      "id": "123",

      "title": "Học GraphQL",

      "createdAt": "2023-08-15"

    }

  }

}

GraphQL cho phép bạn chỉ định cụ thể dữ liệu mong muốn nhận về sau mutation, giúp tiết kiệm tài nguyên và tránh các truy vấn bổ sung.

Nhận dữ liệu realtime với Subscription

Subscription là cơ chế cho phép client lắng nghe và nhận dữ liệu thời gian thực từ server mỗi khi có sự kiện xảy ra. Tính năng này đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng như chat, thông báo, hay cập nhật nội dung trực tiếp.

Ví dụ: Nhận thông báo khi có bài viết mới

graphql

subscription {

  newPost {

    id

    title

    author {

      name

    }

  }

}

Với truy vấn này, client sẽ tự động nhận thông tin mỗi khi có bài viết mới được tạo, mà không cần gửi truy vấn lại liên tục.

 Điểm cần lưu ý:

• Subscription thường được triển khai qua WebSocket để duy trì kết nối lâu dài giữa client và server.
  
  
• Các thư viện như Apollo Client hoặc Relay hỗ trợ tốt cho Subscription, giúp việc triển khai trở nên đơn giản và hiệu quả hơn.

GraphQL có phù hợp với dự án của bạn không?

Khi nào nên dùng GraphQL?

GraphQL đặc biệt phù hợp trong một số trường hợp sau:

Khi cần giao tiếp hiệu quả giữa client và server, đặc biệt là các ứng dụng có giao diện người dùng phức tạp với nhiều thành phần khác nhau cần dữ liệu từ nhiều nguồn. GraphQL giúp giảm số lượng request và lượng dữ liệu truyền tải, cải thiện trải nghiệm người dùng.

Dự án của bạn cần phục vụ nhiều kiểu thiết bị truy cập (web, mobile, smartwatch, TV apps). Mỗi thiết bị có thể có nhu cầu dữ liệu khác nhau, và GraphQL cho phép chúng chỉ yêu cầu những thông tin cần thiết, tối ưu hóa cho từng trường hợp sử dụng.

Khi dự án của bạn cần phát triển nhanh và linh hoạt. GraphQL cho phép frontend và backend phát triển song song dựa trên schema đã thống nhất, và việc thêm trường mới không ảnh hưởng đến code hiện có.

Dự án có yêu cầu về hiệu suất cao, đặc biệt là trên mạng chậm hoặc thiết bị có tài nguyên hạn chế. Khả năng giảm thiểu dữ liệu truyền tải của GraphQL có thể mang lại cải thiện đáng kể.

Khi nào nên ưu tiên REST hơn?

Mặc dù GraphQL có nhiều ưu điểm, REST vẫn là lựa chọn tốt hơn trong một số trường hợp:

Dự án đơn giản, không cần truy vấn phức tạp. Nếu ứng dụng của bạn có cấu trúc dữ liệu đơn giản và không cần lấy nhiều loại dữ liệu liên quan trong một request, REST có thể đơn giản hơn và dễ triển khai hơn.

Đội ngũ phát triển chưa có kinh nghiệm với schema và resolver. Nếu đội của bạn đã quen thuộc với REST và thời gian phát triển là ưu tiên, việc áp dụng GraphQL có thể làm chậm tiến độ ban đầu do đường cong học tập.

Dự án yêu cầu caching hiệu quả ở nhiều cấp độ. Caching trong REST có thể đơn giản hơn do các endpoint cố định, trong khi caching trong GraphQL phức tạp hơn do tính linh hoạt của truy vấn.

Các ứng dụng đơn giản với rất ít client khác nhau có thể không cần sự linh hoạt mà GraphQL mang lại, và chi phí triển khai có thể không đáng so với lợi ích.

Mặc dù GraphQL có nhiều ưu điểm, REST vẫn là lựa chọn tốt hơn trong một số trường hợp

Kết luận

GraphQL là gì? Đó là một công nghệ mạnh mẽ đang thay đổi cách chúng ta thiết kế và tương tác với API. Với khả năng truy vấn linh hoạt, giảm thiểu dữ liệu dư thừa, và hỗ trợ realtime, GraphQL đang trở thành lựa chọn hàng đầu cho các ứng dụng hiện đại. Tuy nhiên, như mọi công nghệ khác, việc quyết định sử dụng GraphQL cần được cân nhắc kỹ lưỡng dựa trên yêu cầu cụ thể của dự án và khả năng của đội ngũ phát triển.