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GraphQL vs. REST: Warum GraphQL die klügere Wahl ist

Felix Steidler

31. Juli 2023 • 9 min read

Die Auswahl zwischen REST (Representational State Transfer) und GraphQL ist entscheidend für die Entwicklung von APIs in modernen Anwendungen. Beide Ansätze haben ihre Stärken und Schwächen, aber immer mehr Entwickler neigen dazu, GraphQL als überlegene Lösung zu betrachten. In diesem Artikel werden wir REST und GraphQL genauer unter die Lupe nehmen, ihre Unterschiede aufzeigen und die überzeugenden Vorteile von GraphQL hervorheben.

Was ist REST

REST ist ein bewährter Architekturstil für verteilte Systeme, der erstmals 2000 von Roy Fielding in seiner Dissertation vorgestellt wurde. Eine RESTful-API verwendet die bekannten HTTP-Methoden wie GET, POST, PUT und DELETE, um auf Ressourcen zuzugreifen. Ressourcen sind über URLs definiert, und die Interaktion erfolgt über verschiedene Endpunkte. REST setzt auf die Verwendung von Statuscodes und folgt dem bewährten Konzept von CRUD (Create, Read, Update, Delete).

Was ist GraphQL

GraphQL ist ein modernes datenabfragesprachenbasiertes Abfragesystem, das von Facebook entwickelt und 2015 als Open Source veröffentlicht wurde. Im Gegensatz zu REST, bei dem der Server die Struktur der Antwort vorgibt, ermöglicht GraphQL dem Client, genau die Daten anzufordern, die er benötigt. Der Client stellt eine einzige Anfrage an den Server, in der er die gewünschten Felder und Beziehungen spezifiziert. Der Server liefert dann genau diese Daten zurück, was Overfetching und Underfetching effektiv verhindert.

Unterschiede zwischen REST und GraphQL

1. Datenabfragemodell:
• REST: Der Server definiert die Struktur der Daten, die im JSON-Format zurückgegeben werden. Clients müssen möglicherweise mehrere Endpunkte aufrufen, um alle benötigten Daten zu erhalten.
• GraphQL: Der Client definiert, welche Daten er benötigt, und erhält genau diese Daten in einer einzigen Anfrage. Dies ermöglicht effiziente und präzise Abfragen.
2. Versionierung:
• REST: Änderungen an der API erfordern normalerweise eine neue Versionierung, um Abwärtskompatibilität sicherzustellen.
• GraphQL: Die API ist oft versionierungsfrei, da Clients genau das erhalten, was sie anfordern, und neue Felder können hinzugefügt werden, ohne die bestehenden Clients zu beeinträchtigen.
3. Overfetching und Underfetching:
• REST: Clients können dazu neigen, mehr Daten zu erhalten, als sie benötigen (Overfetching) oder nicht genug Daten (Underfetching) zu erhalten.
• GraphQL: Overfetching und Underfetching werden vermieden, da Clients die Datenstruktur spezifizieren.

Vorteile von GraphQL

Präzise Datenabfrage:

GraphQL ermöglicht es Clients, genau die Daten anzufordern, die sie benötigen. Dies verhindert Overfetching, bei dem unnötige Daten übertragen werden, und Underfetching, bei dem nicht genügend Daten abgerufen werden. Durch diese Präzision können Anwendungen effizienter arbeiten und Daten schneller laden.

Effiziente Datenübertragung:

Da Clients nur die gewünschten Daten erhalten, reduziert GraphQL die Datenübertragung auf ein Minimum. Dies ist besonders vorteilhaft für mobile Anwendungen, die oft mit begrenzten Netzwerkressourcen arbeiten müssen. Die geringere Datenmenge führt zu schnelleren Ladezeiten und einer besseren Benutzererfahrung.

Flexibilität:

GraphQL gibt den Client-Entwicklern die Kontrolle über die Datenabfrage. Sie können Felder und Beziehungen in einer einzigen Anfrage kombinieren, was die Anzahl der erforderlichen Anfragen minimiert. Dies macht die Entwicklung von Frontend-Anwendungen einfacher und effizienter.

Keine Über-Versionierung:

Im Gegensatz zu REST, bei dem Änderungen an der API oft neue Versionen erfordern, ist GraphQL versionierungsfrei. Neue Felder oder Typen können einfach zur bestehenden API hinzugefügt werden, ohne die bestehenden Clients zu beeinträchtigen. Dies erleichtert die kontinuierliche Weiterentwicklung und Anpassung an sich ändernde Anforderungen.

Bessere Dokumentation:

GraphQL-Schemas dienen als automatisch generierte und klare Dokumentation für die API. Dies macht es einfacher, die API zu verstehen und zu verwenden. Entwickler können die GraphQL-Abfrageoberfläche nutzen, um schnell die verfügbaren Typen, Felder und deren Beziehungen zu erkunden.

Optimierung von Anfragen:

Mit GraphQL können Clients mehrere Ressourcen in einer einzigen Anfrage abrufen. Dies minimiert den Overhead bei der Anfragenverarbeitung und reduziert die Latenzzeit erheblich. Entwickler können auch komplexere Abfragen erstellen, um genau die Daten zu erhalten, die für spezielle Anwendungsfälle benötigt werden.

Sicherheit:

GraphQL bietet fein abgestufte Berechtigungen und erlaubt es Entwicklern, genau festzulegen, welche Abfragen und Mutationen von welchen Benutzern oder Rollen durchgeführt werden können. Dies trägt zur Sicherheit der API bei und verhindert unerlaubten Datenzugriff.

Entwicklerfreundlichkeit:

Die Entwicklerfreundlichkeit von GraphQL ist ein weiterer großer Vorteil. Es ermöglicht eine schnellere Entwicklung, da Frontend- und Backend-Teams besser zusammenarbeiten können. Die Möglichkeit, Datenanforderungen genau zu definieren, führt zu weniger Missverständnissen zwischen den Entwicklern.

Zusammenfassend bietet GraphQL eine Vielzahl von Vorteilen, von einer effizienteren Datenübertragung über mehr Flexibilität bis hin zu einfacherer Entwicklung und besserer Dokumentation. Diese Vorteile machen es zu einer attraktiven Option für moderne Anwendungen, insbesondere solche, die auf eine schnelle und präzise Datenverarbeitung angewiesen sind.

Welche Unternehmen setzen auf GraphQL

Viele namhafte Unternehmen und Plattformen setzen auf GraphQL, um ihre APIs zu betreiben und von den Vorteilen dieser Technologie zu profitieren. Hier sind einige Beispiele:

Facebook: Facebook entwickelte GraphQL intern und veröffentlichte es als Open Source. Die Facebook-Graph-API, die von Millionen von Entwicklern weltweit genutzt wird, ist eines der bekanntesten Beispiele für GraphQL-Anwendungen.

GitHub: GitHub bietet eine GraphQL-API an, die Entwicklern eine präzisere und effizientere Möglichkeit bietet, auf ihre Entwicklungsressourcen zuzugreifen. Die GraphQL-API von GitHub ermöglicht es, komplexe Abfragen über Repositories, Pull Requests, Issues und mehr durchzuführen.

Twitter: Twitter verwendet GraphQL für seine Twitter Ads API. Dies ermöglicht Werbetreibenden, detaillierte Abfragen und Analysen ihrer Werbekampagnen durchzuführen.

Shopify: Shopify, eine der weltweit führenden E-Commerce-Plattformen, hat auf GraphQL für seine Storefront API gesetzt. Das ermöglicht es Händlern und Entwicklern, benutzerdefinierte E-Commerce-Erlebnisse zu erstellen.

Netflix: Netflix verwendet GraphQL für seine interne API-Entwicklung. Dies ermöglicht es, Inhaltsdaten effizient zu verarbeiten und personalisierte Empfehlungen für Benutzer bereitzustellen.

Intuit: Intuit, das Unternehmen hinter Softwareprodukten wie QuickBooks und TurboTax, nutzt GraphQL für die Bereitstellung von APIs für Entwickler und Partner.

The New York Times: Die New York Times verwendet GraphQL, um Inhaltsdaten und -anfragen für ihre digitalen Plattformen zu optimieren.

PayPal: PayPal hat GraphQL in seine Entwicklerplattform integriert, um Entwicklern bessere Möglichkeiten zur Integration von Zahlungsfunktionen zu bieten.

Pinterest: Pinterest verwendet GraphQL für seine API, um Entwicklern die Möglichkeit zu geben, benutzerdefinierte Anfragen für Inhalte, Pins und Benutzerprofile zu erstellen.

Diese Beispiele verdeutlichen, dass Unternehmen aus verschiedenen Branchen und unterschiedlicher Größe GraphQL als eine leistungsstarke Lösung für die Entwicklung von APIs nutzen. Die Flexibilität und Effizienz von GraphQL machen es zu einer beliebten Wahl für die Bereitstellung von Daten und Diensten in modernen Anwendungen.

Integration von GraphQL

GraphQL kann nahtlos in eine Vielzahl von gängigen Microservice-Frameworks und Plattformen integriert werden, darunter Spring Boot, Node.js Express, Quarkus und viele andere. Hier ist eine kurze Übersicht darüber, wie GraphQL in diese Frameworks integriert werden kann:

Spring Boot:

Für Java-Entwickler bietet Spring Boot eine einfache Integration von GraphQL. Das Spring Framework bietet Spring GraphQL, mit dem Sie GraphQL-Schemas erstellen und GraphQL-Abfragen verarbeiten können. Sie können Bibliotheken wie GraphQL Java oder Netflix DGS (DgsFramework) verwenden, um GraphQL in Ihre Spring Boot-Anwendung zu integrieren.

Node.js Express:

In der Node.js-Welt ist Express ein häufig verwendetes Framework. Sie können das express-graphql-Middleware verwenden, um GraphQL in Express-Anwendungen zu integrieren. Dieses Middleware ermöglicht das Erstellen von GraphQL-Endpunkten und die Handhabung von GraphQL-Abfragen in Ihrer Express-Anwendung.

Quarkus:

Quarkus ist ein auf Java basierendes Framework, das für die Entwicklung von Cloud-nativen Anwendungen optimiert ist. Sie können das Quarkus GraphQL-Erweiterungspaket verwenden, um GraphQL in Ihre Quarkus-Anwendung zu integrieren. Dieses Paket bietet eine einfache Möglichkeit, GraphQL-Endpunkte bereitzustellen und GraphQL-Abfragen zu verarbeiten.

Django:

Wenn Sie Python verwenden, ist Django ein beliebtes Framework. Sie können Bibliotheken wie Graphene-Django verwenden, um GraphQL in Ihre Django-Anwendung zu integrieren. Mit Graphene-Django können Sie GraphQL-Schemas erstellen und GraphQL-Abfragen in Ihrer Anwendung verarbeiten.

Ruby on Rails:

Ruby on Rails bietet GraphQL-Integration durch Bibliotheken wie graphql-ruby. Diese Bibliothek ermöglicht es Ihnen, GraphQL-Endpunkte in Ihre Ruby-on-Rails-Anwendung zu integrieren und GraphQL-Abfragen zu verarbeiten.

ASP.NET Core:

In der .NET-Welt können Sie ASP.NET Core verwenden, um GraphQL zu integrieren. Die HotChocolate-Bibliothek bietet eine einfache Möglichkeit, GraphQL-Schemas zu erstellen und GraphQL-Abfragen in ASP.NET Core-Anwendungen zu verarbeiten.

Dokumentation & Developer Tools für GraphQL

Die Dokumentation von GraphQL-APIs und die Verwendung von Entwicklertools sind entscheidend, um Entwicklern die Arbeit mit GraphQL zu erleichtern. Hier sind einige bewährte Praktiken und Tools für die GraphQL-Dokumentation und -Entwicklung:

GraphQL Playground und GraphiQL:

• GraphQL Playground und GraphiQL sind interaktive Entwicklungsumgebungen für GraphQL. Sie bieten eine benutzerfreundliche Oberfläche, um GraphQL-Abfragen zu erstellen, auszuführen und zu testen. Diese Tools sind hilfreich, um die API zu erkunden und Abfragen zu validieren.

GraphQL-Dokumentationstools:

• Es gibt spezialisierte Tools wie “Graphdoc”, “Gatsby with gatsby-plugin-graphql-docs”, und “DocQL”, die automatisch GraphQL-Dokumentation aus Ihrem Schema generieren können. Diese generierte Dokumentation hilft Entwicklern, die API besser zu verstehen und zu nutzen.

Apollo Studio:

• Apollo Studio ist ein umfassendes Entwicklungs- und Dokumentationstool für GraphQL. Es ermöglicht die Verfolgung von Abfragen in Echtzeit, Überwachung der API-Performance und automatische Generierung von Dokumentation. Dies ist besonders nützlich, wenn Sie Apollo Server verwenden.

GraphQL-Tracing und Instrumentierung:

• GraphQL bietet die Möglichkeit zur Instrumentierung und Tracing Ihrer Abfragen. Tools wie Apollo Tracing und OpenTelemetry ermöglichen es Ihnen, die Leistung Ihrer GraphQL-API genau zu überwachen und Engpässe zu identifizieren.

Statische API-Generatoren:

• Sie können statische Site-Generatoren wie Docusaurus oder Next.js verwenden, um statische GraphQL-API-Dokumentation zu erstellen. Diese Tools ermöglichen es Ihnen, Ihre Dokumentation automatisch aus Ihrem GraphQL-Schema zu generieren und sie auf einfache Weise zu veröffentlichen.

Die effektive Dokumentation und die Nutzung von Entwicklertools erleichtern es Entwicklern, Ihre GraphQL-API zu verwenden, Fehler zu vermeiden und produktiv zu arbeiten. Es ist ratsam, diese Tools und Praktiken zu nutzen, um die Akzeptanz und die Entwicklerfreundlichkeit Ihrer API zu verbessern.

Supergraph

Das Supergraph-Konzept in der Welt von GraphQL bezieht sich auf die Idee, mehrere unabhängige GraphQL-Schemata oder Services zu einem einzigen, zusammenhängenden Schema zu kombinieren, das als einheitliche GraphQL-API fungiert. Dies ermöglicht es, verschiedene GraphQL-APIs oder Services zu vereinen und Abfragen über sie hinweg auszuführen, als ob sie Teil eines einzigen, kohärenten Schemas wären.

Hier sind einige Schlüsselkonzepte und Aspekte des Supergraph:

Mehrere Unabhängige Schemata: Ein Supergraph setzt sich aus mehreren unabhängigen GraphQL-Schemata oder Services zusammen. Diese Schemata können von verschiedenen Teams entwickelt werden und möglicherweise in verschiedenen Technologien implementiert sein.

Schema-Stitching oder Apollo Federation: Es gibt verschiedene Ansätze zur Erstellung eines Supergraphen. Zu den gängigen Methoden gehören Schema-Stitching und Apollo Federation. Diese Tools ermöglichen es, die einzelnen Schemata zu kombinieren und Beziehungen zwischen ihnen zu definieren.

Abfrage-Übergreifende Beziehungen: Ein Supergraph ermöglicht es, Abfragen zu erstellen, die über die Grenzen der einzelnen Schemata hinweg gehen. Sie können Abfragen erstellen, die Daten aus verschiedenen Services kombinieren und miteinander verknüpfen.

Unabhängige Entwicklung: Ein wichtiger Vorteil des Supergraph-Konzepts ist die Möglichkeit, dass verschiedene Teams oder Organisationen unabhängig voneinander an ihren Schemata arbeiten können. Solange die Schnittstellen oder Verträge definiert sind, können die Schemata nahtlos zu einem Supergraphen kombiniert werden.

Effiziente Datenabfrage: Ein Supergraph ermöglicht effiziente Datenabfragen, da Entwickler nur die Daten anfordern können, die sie tatsächlich benötigen. Dies verhindert Overfetching und Underfetching von Daten.

Skalierbarkeit und Flexibilität: Supergraphen bieten Skalierbarkeit und Flexibilität für komplexe Anwendungen, insbesondere in Mikroservice-Architekturen, in denen verschiedene Services zusammenarbeiten müssen.

Das Supergraph-Konzept ist besonders nützlich in verteilten Systemen, in denen mehrere GraphQL-Services interagieren müssen, um Daten für eine Anfrage bereitzustellen. Es ermöglicht eine nahtlose Integration und Abfrage von Daten aus verschiedenen Quellen und trägt zur Entwicklerfreundlichkeit und Effizienz bei.

Beispiel in Node.js

In diesem Beispiel verwenden wir das Express.js-Framework in Kombination mit Apollo Server, um eine GraphQL-API zu erstellen.

Einrichtung des Projekts:

Verwenden Sie den folgenden Befehl, um ein neues Node.js-Projekt zu erstellen:

npm init -y

Installieren Sie die erforderlichen Abhängigkeiten:

npm install express apollo-server-express graphql

GraphQL-Schema definieren:

Erstellen Sie ein GraphQL-Schema, das Ihre Datenmodelle und Abfragen definiert. Hier ist ein einfaches Beispiel:

type Book {
    id: ID
    title: String
    author: String
}

type Query {
    books: [Book]
}

Erstellen Sie ein Resolver:

Erstellen Sie einen Resolver, um die Abfrage "books" zu verarbeiten. Hier ist ein einfaches Beispiel:

const books = [
    { id: '1', title: 'Der große Gatsby', author: 'F. Scott Fitzgerald' },
    { id: '2', title: 'To Kill a Mockingbird', author: 'Harper Lee' },
];

const resolvers = {
    Query: {
        books: () => books,
    },
};

module.exports = resolvers;

Erstellen Sie eine GraphQL-API:

Erstellen Sie eine Express.js-Anwendung und fügen Sie Apollo Server hinzu, um Ihre GraphQL-API zu erstellen:

const express = require('express');
const { ApolloServer, gql } = require('apollo-server-express');
const resolvers = require('./resolvers');

const typeDefs = gql`
    type Book {
        id: ID
        title: String
        author: String
    }

    type Query {
        books: [Book]
    }
`;

const server = new ApolloServer({ typeDefs, resolvers });

const app = express();
server.applyMiddleware({ app });

const PORT = process.env.PORT || 3000;

app.listen(PORT, () => {
    console.log(`Server is running on http://localhost:${PORT}/graphql`);
});

Starten Sie die Node.js-Anwendung:

node app.js

Ihre GraphQL-API ist jetzt unter http://localhost:3000/graphql verfügbar.

GraphQL-Abfrage senden:

Verwenden Sie ein Tool wie GraphQL Playground oder Postman, um GraphQL-Abfragen an Ihre Anwendung zu senden. Hier ist eine einfache Abfrage:

{
    books {
        id
        title
        author
    }
}

Diese Abfrage fordert eine Liste von Büchern an.

Dies ist ein einfaches Beispiel, wie Sie GraphQL in einer Node.js-Anwendung implementieren können.

Summary

In diesem Artikel haben wir GraphQL und seine Vorteile gegenüber RESTful APIs erkundet. GraphQL ermöglicht es Entwicklern, präzise und effiziente Datenabfragen durchzuführen, indem es ihnen die Kontrolle über die angeforderten Daten gibt. Dies verhindert Overfetching und Underfetching von Daten, was zu besserer Leistung und effizienterer Datenübertragung führt.

Wir haben auch die Integration von GraphQL in gängige Microservice-Frameworks wie Spring Boot, Node.js Express und Quarkus betrachtet. Diese Integrationen bieten Entwicklern die Möglichkeit, GraphQL in ihren Anwendungen zu verwenden und von den Vorteilen dieses flexiblen Abfragesystems zu profitieren.

Die Verwendung von GraphQL-Dokumentationstools und Entwicklertools ist entscheidend, um die Entwicklerfreundlichkeit von GraphQL-APIs zu verbessern. Die richtige Dokumentation und die Nutzung von Entwicklertools erleichtern es Entwicklern, APIs zu verstehen und effizient damit zu arbeiten.

Abschließend haben wir das Konzept eines Supergraphen in GraphQL erkundet, das es ermöglicht, mehrere unabhängige GraphQL-Schemata zu einem einzigen, zusammenhängenden Schema zu kombinieren. Dies ist besonders nützlich in verteilten Systemen, in denen verschiedene Services zusammenarbeiten müssen.

Insgesamt bietet GraphQL eine moderne und leistungsstarke Alternative zu RESTful APIs und wird von vielen namhaften Unternehmen und Plattformen eingesetzt. Es ermöglicht Entwicklern mehr Kontrolle über Datenabfragen und trägt dazu bei, die Entwicklung von APIs in komplexen Anwendungen zu erleichtern.

Quellen: