في عالم تطوير الواجهات الأمامية المعاصر، يواجه المطورون تحدياً مستمراً في إدارة البيانات وتحسين تجربة المستخدم. GraphQL، الذي طُرح لأول مرة بواسطة Facebook في عام 2015، والذي قدّم نهجاً جديداً وثورياً للتعامل مع استعلامات البيانات وتحديثاتها. في هذا المقال، سنستعرض استخدام GraphQL في تطوير تطبيقات الويب والذي يجعل استعلامات البيانات أكثر فعالية وسهولة في تطوير تطبيقات الويب.
وإن كنت عزيزي القارئ تبحث عن مصدر موثوق لتعلم البرمجة والويب من الصفر حتى الاحتراف فأنصحك بأن تزور أكاديمية د.محسن التي تقدم أفضل الكورسات بأسعار مناسبة.
ما هو GraphQL؟
GraphQL هو لغة استعلام وبيئة تشغيل لواجهات البرمجة التطبيقية (APIs) تمكن المطورين من طلب بيانات محددة بدقة. هذا يعني أنه بدلاً من الاعتماد على مجموعة محددة من النهايات الثابتة للتحميل الفائق أو الناقص للبيانات، يمكن للمطورين تحديد بدقة ما يحتاجون إليه، مما يؤدي إلى استجابات أكثر كفاءة وفعالية.
فوائد استخدام GraphQL في تطوير تطبيقات الويب
- استعلامات دقيقة ومرنة:
أحد الجوانب الرئيسية لـ GraphQL هو قدرته على تقليل كمية البيانات غير الضرورية التي يتم استرجاعها من الخادم. المطورون يستطيعون طلب مجموعات بيانات محددة بدلاً من استعلامات API الثابتة التقليدية التي قد تسترجع بيانات غير مطلوبة. هذا يعني أن التطبيقات التي تستخدم GraphQL يمكن أن تكون أكثر سرعة واستجابة للمستخدمين.
- توفير الوقت والموارد:
مع GraphQL، يمكن دمج عدة استعلامات في استعلام واحد، مما يقلل من عدد الطلبات اللازمة لتحميل صفحة ويب. هذا لا يوفر الوقت فحسب، بل يقلل أيضاً من العبء على الخادم. علاوة على ذلك، يعمل GraphQL على تحسين تجربة المطور من خلال توفير أدوات مثل GraphiQL، وهي واجهة استعلام رسومية تساعد في اختبار الاستعلامات بشكل تفاعلي.
- تسهيل التكامل مع النظم الأمامية:
GraphQL يعمل بشكل جيد مع الإطارات الأمامية الحديثة مثل React، Angular، و Vue.js. يمكن للمطورين توظيف المكتبات العصرية مثل Apollo أو Relay لدمج GraphQL بسلاسة مع هذه الإطارات، مما يوفر تجربة تطوير متماسكة ومرنة.
التحديات في استخدام GraphQL في تطوير تطبيقات الويب
رغم الإمكانيات الكبيرة التي يقدمها GraphQL، فإنه يأتي مع بعض السلبيات أو التحديات التي يجب على المطورين أن يكونوا على دراية بها عند تطبيقه في تطوير تطبيقات الويب:
- تعقيد الاستعلامات:
مع GraphQL، يمكن أن يصبح تصميم الاستعلامات المعقدة أمر صعب، خصوصاً عند التعامل مع البيانات المتداخلة أو العلاقات المعقدة بين البيانات.
- أداء الاستعلام:
في بعض الحالات، قد تؤدي الاستعلامات الكبيرة وغير المحسنة إلى ضغط كبير على الخادم، وهو ما قد يؤثر على الأداء. هذا يتطلب من المطورين فهمًا عميقاً للتحسينات المحتملة، مثل التحميل الكسول (Lazy Loading) والتخزين المؤقت (Caching).
- تأمين الاستعلامات:
قد يشكل تأمين استعلامات GraphQL تحدياً، حيث يجب التأكد من عدم تسليم بيانات حساسة أو السماح بالاستعلامات المفرطة التي قد تتسبب في هجمات حجب الخدمة.
- منحنى التعلم:
للمطورين الجدد، قد يكون منحنى تعلم GraphQL شديداً نظراً لتعقيد لغة الاستعلام والنموذج الفكري وراءها مقارنةً بالنهج التقليدي لـ REST.
- تحديات التخزين المؤقت:
على الرغم من أن GraphQL يوفر استعلامات أكثر كفاءة، إلا أنَّ التخزين المؤقت على مستوى العميل يمكن أن يكون أكثر تعقيداً من REST، حيث يتطلب أدوات واستراتيجيات محددة لتحقيقه.
- تكامل النظام البيئي:
بينما يحظى GraphQL بدعم متزايد، إلا أنَّ العديد من الأدوات والمكتبات قد لا تزال مصممة بشكل أساسي للعمل مع REST، مما قد يستدعي عملاً إضافياً للتكامل أو تطوير أدوات مخصصة.
- تحديات الإصدار:
في GraphQL، لا توجد استراتيجية واضحة لإدارة الإصدارات كما هو معتاد في REST. التغييرات في نموذج البيانات تتطلب تفكيراً دقيقاً لتجنب كسر الاستعلامات الحالية.
- الخلاصة
في حين أن GraphQL يقدم نهجاً مرناً وقوياً لإدارة البيانات والاستعلامات في التطبيقات الحديثة، فإن المطورين يحتاجون إلى تقييم هذه التحديات بعناية والاستعداد لمواجهتها. من المهم وضع هذه السلبيات في الاعتبار عند تقرير استخدام GraphQL لتحديد ما إذا كان يناسب متطلبات المشروع ومهارات الفريق.
مزايا GraphQL
- تتميز GraphQL بأنها أقل “إطالة” من REST :
هذا ما يجعلها أسرع بكثير؛ حيث يمكنك اختصار طلبك عن طريق اختيار الحقول التي تريد الاستعلام عنها فقط. هذا وتعرض القائمة التالية المزايا الرئيسية الأخرى لاستخدام واجهة برمجة تطبيقات GraphQL في أحد التطبيقات بدلاً من واجهة برمجة تطبيقات REST.
- تناسب الأنظمة المعقدة والخدمات الصغيرة:
حيث تدمج GraphQL عدة أنظمة وراء واجهة برمجة التطبيقات API الخاصة بها، أي توحدهم وتخفي تعقيداتهم. ويكون خادم GraphQL مسؤولاً عن جلب البيانات من الأنظمة الحالية وتعبئتها في شكل استجابة GraphQL. وهذا ما يهم تحديداً البنى التحتية القديمة أو واجهات برمجة التطبيقات التابعة لجهات خارجية التي توسعت على مر السنين وتشكل الآن عبء صيانة.
- يمكن أن تساعد واجهة برمجة تطبيقات GraphQL في التعامل مع الاتصال بين الخدمات الصغيرة المتعددة:
من خلال دمجهم في مخطط GraphQL واحد، وذلك عند التحول من أحد تطبيقات البرمجة الخلفية المتجانسة إلى بنية الخدمات الصغيرة. وإذا كانت كل خدمة صغيرة تحدد مخطط GraphQL الخاص بها ولديها نقطة النهاية GraphQL الخاصة؛ فإن بوابة واجهة GraphQL واحدة تجمع كل المخططات في مخطط واحد شامل.
استخدام GraphQL في تطوير تطبيقات الويب يقدم نهجاً متقدماً ومرناً لإدارة البيانات. بالرغم من التحديات، فإن فوائده في تحسين استعلامات البيانات وتوفير أداء أعلى لا يمكن إنكارها. مع الاستخدام الصحيح، يمكن لـ GraphQL أن يجعل تطبيقات الويب أكثر فعالية ويوفر تجربة مستخدم ممتازة مع إدارة بيانات أكثر كفاءة.
عملاء GraphQL:
هي المكتبات التي تنشئ الاستعلامات وترسلها إلى الخادم.
تخزن Apollo Client الطلبات وتُطَبّع البيانات، مما يحافظ على حركة مرور قيمة على الشبكة. علاوة على ذلك، تتمتع Apollo Client بعدّة مزايا مثل إدارة الأخطاء ودعم ترقيم الصفحات وواجهة المستخدم والإعداد المسبق للبيانات وربط طبقة البيانات بطبقة العرض.
- Relay: هي بديل لبرنامج Apollo Client ، وهي من مكتبة جافا سكريبت على الفيسبوك لاستهلاك GraphQL لبناء تطبيقات React المبنية على البيانات.
- DataLoader: هي أداة مساعدة عامة تُستخدم على أنها جزءاً من طبقة جلب البيانات للتطبيق الخاص بك لتوفير واجهة برمجة تطبيقات متناسقة عبر العديد من البرمجيات الخلفية وتقليل الطلبات إلى تلك البرمجة الخلفية عبر التجميع والتخزين المؤقت.
- GraphQL Request: الحد الأدنى من GraphQL client التي تدعم العقدة والمتصفحات للبرامج النصية أو التطبيقات البسيطة.
بوابات GraphQL
توضع أعلى الخادم أو قد تكون بديلاً قائماً بذاته للتوجيه إلى الخادم. هذا وتقدم بوابة GraphQL ميزات إضافية للتعامل مع مشكلات مع واجهة برمجة التطبيقات الخاصة بك وتسريعها وتحسين الأداء.
تعتبر Apollo Engine البوابة الأكثر شعبية في GraphQL. وتتميز بما يلي:
- تتبع تنفيذ الاستعلام: يوفر مسار الاستعلام الكامل.
- التخزين المؤقت للاستعلام.
- تتبع الخطأ.
- تحليل الاتجاه: يتتبع أداء واجهة برمجة التطبيقات على مدار الوقت.
بيئات تطوير GraphQL المتكاملة:
تعمل بيئة التطوير المتكاملة (IDE) على زيادة إنتاجية المبرمجين بتوفير أشياء مثل: تصحيح الأخطاء وإكمال التعليمات البرمجية والتجميع وتفسير القدرات. هذا وتعمل بيئة تطوير GraphQL المتكاملة في المتصفح؛ حيث يمكن للمطور أيضاً تشغيل الاستعلامات والتغيرات. إليكم بيئات تطوير GraphQL الأكثر شعبية.
GraphQL Playground: هي بيئة تطوير متكاملة قوية لضمان تدفق أفضل لأعمال التطوير وتقدم طلبات في الوقت الفعلي للمخطط . وتتضمن ميزاتها المستندات التفاعلية ومحرر لاستعلامات GraphQL والتتبع ومشاركة التطبيقات والتغيرات والاشتراكات والتحقق، إلخ.
يمكن لـ GraphQL Playground تصور هيكل المخطط بسرعة نظراً لأنه مدعوماً من الفحص الذاتي. كما يمكنه أيضاً عرض تاريخ الاستعلام الخاص بك أو يتيح لك العمل مع عدة واجهات برمجة تطبيقات GraphQL جنباً إلى جنب.
بيئة تطوير GraphQL المتكاملة: هي بديلاً شاملاً لـ GraphiQL، حيث تقدم بيئة تطوير GraphQL المتكاملة ميزات إضافية لإدارة المشروع ورؤوس مخصصة وديناميكية وإمكانيات الإدخال والإخراج والقدرة على تخزين الاستعلامات وعرض تاريخ الاستعلام.
الفرق بين GraphQL وREST
GraphQL وREST هما طريقتان مختلفتان لتصميم واجهات برمجة التطبيقات من أجل تبادل البيانات على شبكة الإنترنت. يمكّن REST تطبيقات العميل من تبادل البيانات مع خادم باستخدام أفعال HTTP، وهو بروتوكول الاتصال القياسي للإنترنت. أمّا GraphQL، فهي لغة استعلام لواجهات برمجة التطبيقات تُحدّد مواصفات طريقة طلب تطبيق العميل للبيانات من خادم بعيد. يمكنك استخدام GraphQL في مكالمات واجهة برمجة التطبيقات لديك من دون الاعتماد على التطبيق من جانب الخادم لتحديد الطلب. تعد كلّ من GraphQL وREST التقنيّتَين القويّتَين وراء معظم تطبيقاتنا الحديثة.
التشابه بين GraphQL وREST
تُعد GraphQL وREST كلتيهما نمطين شائعين من أنماط بنية واجهات برمجة التطبيقات (API) التي تتيح تبادل البيانات بين الخدمات أو التطبيقات المختلفة في نموذج العميل-الخادم.
تُسهِّل واجهات برمجة التطبيقات الوصول إلى البيانات وعمليات البيانات كما يلي:
- يرسل أحد العملاء طلب واجهة برمجة تطبيقات إلى نقطة نهاية واحدة أو نقاط نهاية متعددة على أحد الخوادم.
- يقدم الخادم استجابة تحتوي على بيانات أو حالة بيانات أو رموز الأخطاء.
- يسمح كل من REST وGraphQL بإنشاء البيانات وتعديلها وتحديثها وحذفها على تطبيق أو خدمة أو وحدة منفصلة عبر واجهة برمجة التطبيقات (API). تُعرف واجهات برمجة التطبيقات التي طُوِّرت باستخدام REST باسم واجهات Restful API أو واجهات REST API. أما واجهات برمجة التطبيقات التي طُوِّرت باستخدام GraphQL فهي ببساطة واجهات GraphQL API.
- تستخدم فرق الواجهة الأمامية والخلفية بنيات واجهات برمجة التطبيقات هذه لإنشاء تطبيقات نموذجية يسهل الوصول إليها. يساعد استخدام بنية واجهة برمجة التطبيقات في الحفاظ على الأنظمة آمنة ونموذجية وقابلة للتوسع. وهي تجعل الأنظمة أيضًا أفضل أداءً وأسهل في التكامل مع الأنظمة الأخرى.
نناقش بعد ذلك بعض أوجه التشابه الأخرى بين GraphQL وREST.
- البنية
ينفذ كل من REST وGraphQL العديد من المبادئ البنيوية لواجهات برمجة التطبيقات المشتركة. على سبيل المثال، يرد فيما يلي المبادئ التي يتشاركان فيها:
كلاهما بلا حالة، لذلك لا يحفظ الخادم سجل الاستجابات بين الطلبات.
يستخدم كليهما نموذج العميل-الخادم، لذلك تؤدي الطلبات الواردة من عميل واحد إلى ردود من خادم واحد.
يستند كلاهما إلى HTTP، نظرًا إلى أن HTTP هو بروتوكول الاتصال الأساسي.
- تصميم قائم على الموارد
يصمم REST وGraphQL كلاهما عملية تبادل البيانات الخاصة بهما حول الموارد. يشير المورد إلى أي بيانات أو كائن يمكن للعميل الوصول إليه ومعالجته من خلال واجهة برمجة التطبيقات. لدى كل مورد معرِّف فريد خاص به (URI) ومجموعة من العمليات (أساليب HTTP) التي يمكن للعميل تنفيذها عليه.
على سبيل المثال، فكر في واجهة برمجة تطبيقات لوسائل التواصل الاجتماعي التي من خلالها ينشئ المستخدمون المنشورات ويديرونها. في واجهة برمجة التطبيقات القائمة على الموارد، يُعد المنشور موردًا. لديه معرِّف فريد خاص به، على سبيل المثال، /posts/1234. ولديه مجموعة من العمليات، مثل GET لاسترداد المنشور في REST أو query لاسترداد المنشور في GraphQL.
- تبادل البيانات
يدعم REST وGraphQL تنسيقات بيانات مماثلة.
JSON هو تنسيق تبادل البيانات الأكثر شيوعاً الذي تفهمه جميع اللغات والمنصات والأنظمة. يرجع الخادم بيانات بتنسيق JSON إلى العميل. تتوفر تنسيقات بيانات أخرى ولكنها أقل شيوعاً من حيث الاستخدام، ومنها XML وHTML.
وبالمثل، يدعم كل من REST وGraphQL التخزين المؤقت. لذلك، يمكن للعملاء والخوادم تخزين البيانات التي يُجرى الوصول إليها بشكل متكرر مؤقتاً لزيادة سرعة الاتصال.
- حيادية اللغة وقاعدة البيانات
تعمل كل من واجهتي برمجة التطبيقات GraphQL وREST مع أي هيكلية قاعدة بيانات وأي لغة برمجة، من جانب العميل ومن جانب الخادم على حدٍّ سواء. وهذا يجعلها قابلة للتشغيل المتبادل بشكل كبير مع أي تطبيق.
الأسئلة الشائعة حول استخدام GraphQL في تطوير تطبيقات الويب
- ما هو GraphQL وما الذي يميزه عن REST؟
GraphQL هو لغة استعلام لواجهات برمجة التطبيقات تمكنك من طلب بيانات محددة بدقة من الخادم. بخلاف REST، الذي يستخدم مجموعة من النهايات (endpoints) للوصول إلى البيانات، يمكّن GraphQL المطورين من جمع بيانات متعددة بطلب واحد فقط، مما يقلل من حجم البيانات المنقولة ويحسن أداء التطبيق.
- كيف يتم تنفيذ GraphQL في تطبيق الويب؟
لتنفيذ GraphQL في تطبيق ويب، تحتاج أولاً إلى تعريف مخطط (schema) يصف أنواع البيانات والعمليات (queries و mutations) المتاحة. بعد ذلك، يتم إنشاء الخوادم GraphQL باستخدام لغات البرمجة مثل JavaScript (Node.js)، Python، أو Ruby. يمكن عندئذٍ الوصول إلى البيانات من خلال استعلامات GraphQL من العميل، مثل مكتبات Apollo أو Relay.
- هل يمكن استخدام GraphQL مع إطارات ويب مثل React و Angular؟
نعم، يمكن استخدام GraphQL مع إطارات ويب مثل React و Angular بكفاءة عالية. يتكامل GraphQL بسلاسة مع هذه الإطارات من خلال استخدام مكتبات مثل Apollo Client لـ React أو Apollo Angular، مما يجعل الطلبات والتحديثات أكثر فعّالية وسهولة.
- ما هي التحديات المحتملة عند استخدام GraphQL؟
إحدى التحديات الرئيسية في استخدام GraphQL هي تعقيد بناء وتحسين الاستعلامات، خاصةً للبيانات المعقدة والمتداخلة. يمكن أن يؤدي هذا أيضاً إلى زيادة الحمولة على الخادم إذا لم يتم تحسين الاستعلامات بشكل صحيح. علاوة على ذلك، يقتضي تأمين استعلامات GraphQL جهدًا إضافيًا لمنع الاستعلامات المفرطة أو غير المصرح بها.
- هل يمكن استخدام GraphQL للتطبيقات الصغيرة والمشاريع الشخصية؟
بالتأكيد، يمكن استخدام GraphQL للتطبيقات الصغيرة والمشاريع الشخصية كوسيلة لتعلم كيفية إدارة البيانات بشكل فعّال وتحسين تواصل المكونات في التطبيق. يمنح استخدام GraphQL في المشاريع الصغيرة المطورين الفرصة لفهم فوائده وتحدياته قبل تطبيقه في مشاريع أكبر.
- كيف يساعد GraphQL في تحسين أداء التطبيق؟
GraphQL يحسن أداء التطبيق من خلال السماح للمطورين بطلب البيانات الدقيقة التي يحتاجونها. هذا يقلل من حجم البيانات المرسلة عبر الشبكة، ويقلل من الحاجة إلى طلبات متعددة للحصول على بيانات مختلفة، ويسمح بتجميع الاستعلامات في طلب واحد، مما يقلل من تحميل الخادم ويحسن سرعة التحميل للمستخدم النهائي.
الخاتمة
إلى هنا نكون قد وصلنا إلى نهاية مقالنا لليوم، استخدام GraphQL في تطوير تطبيقات الويب، جعل استعلامات البيانات أكثر فعالية وسهولة، وتطرقنا إلى أبرز العناوين المفيدة. لا تتردد في التواصل معنا في حال وجود استفسار. من هنا.
