Sergio Xalambrí

Implementando un Servidor de GraphQL

Originally published at platzi.com

En un artículo anterior vimos una introducción a GraphQL, ahora vamos a ver como montar un servidor de GraphQL simple. En este ejemplo vamos a usar JavaScript (con Node.js) por simplicidad, pero es importante entender que podemos usar cualquier tecnología de backend para crear servidores de GraphQL.

Iniciar proyecto y dependencias

Como en todo proyecto de JavaScript vamos a iniciarlo e instalar dependencias.

npm init --yes
# o con yarn
yarn init --yes

Luego de iniciar el proyecto instalamos las dependencias.

npm i body-parser compression cors express graphql graphql-server-express graphql-subscriptions graphql-tools morgan pg sequelize subscriptions-transport-ws uuid
npm i -D nodemon
# o con yarn
yarn add body-parser compression cors express graphql graphql-server-express graphql-subscriptions graphql-tools morgan pg sequelize subscriptions-transport-ws uuid
yarn add -D nodemon

Vamos a listar todas las dependencias y para explicar que hace cada una:

  • body-parser => middleware de Express para leer fácilmente el body de peticiones POST
  • compression => middleware de Express para comprimir con GZIP nuestras respuestas
  • cors => middleware de Express para manejar CORS
  • express => librería para crear un servidor HTTP y manejar rutas
  • graphql => implementación de GraphQL en JavaScript
  • graphql-server-express => librería para conectar Express con GraphQL
  • graphql-subscriptions => librería para activar suscripciones en GraphQL para cosas en tiempo real
  • graphql-tools => herramientas que nos ayudan a crear servidores de GraphQL más fácil
  • morgan => middleware de Express para tener logs en consola de nuestras peticiones
  • pg => driver de PostgreSQL para usarlo como base de datos
  • sequelize => ORM de bases de datos SQL como PostgreSQL
  • subscriptions-transport-ws => librería para que nuestras suscripciones funcionen mediante WebSockets
  • uuid => librería para generar ID únicos
  • nodemon => nos va a servir para correr nuestra aplicación en desarrollo

Como vemos nuestra aplicación va a usar Express para el servidor HTTP y vamos a usar PG como base de datos.

Base de datos

Vamos a crear la conexión a la base de datos y nuestros modelos, nuestra aplicación va a ser de TODO, entonces vamos a tener un solo modelo, por esa razón vamos a tener todo en un único archivo que vamos a llamar db.js.

// importamos sequelize
const Sequelize = require("sequelize");

// definimos en constantes nuestras variables de entorno con los datos de conexión de la base de datos
const DB_USER = process.env.DB_USER;
const DB_PASS = process.env.DB_PASS;
const DB_HOST = process.env.DB_HOST;
const DB_NAME = process.env.DB_NAME;
const DB_PORT = process.env.DB_PORT || 5432;

// creamos una nueva conexión de Sequelize
const sequelize = new Sequelize(DB_NAME, DB_USER, DB_PASS, {
  host: DB_HOST,
  dialect: "postgres",
  pool: {
    max: 5,
    min: 0,
    idle: 10000
  }
});

// definimos nuestro modelo Todo que va a tener 3 campos
// un campo ID que va a ser un UUID
// un campo content que va a ser un string
// un campo status que puede ser `active`, `completed` y `deleted`
const Todo = sequelize.define(
  "todo",
  {
    id: {
      type: Sequelize.UUID,
      primaryKey: true,
      unique: true
    },
    content: {
      type: Sequelize.STRING
    },
    status: {
      type: Sequelize.ENUM,
      values: ["active", "completed", "deleted"]
    }
  },
  {
    indexes: [
      {
        unique: true,
        fields: ["id"]
      }
    ]
  }
);

// exportamos nuestra conexión a la base de datos y nuestro modelo
module.exports = {
  db: sequelize,
  Todo
};

Con eso ya tenemos nuestra conexión a la BD y nuestro modelo. Deben además tener una base de datos PG a la que pueda conectarse, para eso pueden instalar PG en local (o usando Docker) o pueden usar un servicio externo como ElephantSQL que nos provee de una base de datos PostgreSQL as a Service.

Definir esquemas de datos

Luego de tener nuestra BD, vamos a definir nuestros esquemas de GQL. La forma en la que el cliente va a poder interactuar con nuestra API. Para eso creamos un archivo schema.js con este contenido:

// exportamos un template literal con nuestro esquema, esto podría estar dividido en varias partes
// y podríamos luego combinarlos, por simplicidad vamos a usar solo un archivo con todo el esquema
module.exports = `
  # Una tarea pendiente
  type Todo {
    # El ID único de nuestro TODO
    id: String!
    # El contenido de nuestro TODO
    content: String!
    # El estado actual de nuestro TODO
    status: String!
  }

  # Nuestra query principal que define la forma de consumir datos
  type Query {
    # Obtener un único TODO mediante el ID
    todo(id: String!): Todo
    # Obtener una lista de todos los TODO
    allTodos: [Todo]
    # Obtener una lista de los TODO activos
    activeTodos: [Todo]
    # Obtener una lista de los TODO completados
    completedTodos: [Todo]
  }

  # Nuestras mutaciones que definen como interactuar con los datos
  type Mutation {
    # Crear un nuevo TODO pasando el contenido
    createTodo(content: String!): Todo
    # Borrar un TODO existente mediante el ID
    deleteTodo(id: String!): Todo
    # Marcar como completo un TODO existente mediante el ID
    completeTodo(id: String!): Todo
  }

  # Nuestras suscripciones que definen a que datos suscribirse
  type Subscription {
    # Suscribirse a los nuevos TODOs creados
    todoCreated(status: String!): Todo
    # Suscribirse a las actualizaciones de un TODO mediante el ID
    todoUpdated(id: String!): Todo
  }

  # Nuestro esquema principal que define la query, mutation y subscription
  type Schema {
    query: Query
    mutation: Mutation
    subscription: Subscription
  }
`;

Ese es nuestro esquema de GQL. Como vemos vamos a utilizar queries, mutaciones y suscripciones en nuestro API, para refrescar que es cada una:

  • Query: las formas de pedir datos a nuestro API.
  • Mutation: las formas de interactuar para crear, modificar o borrar datos, son similares a funciones.
  • Subscriptions: las formas de suscribirse a cambios en el API y enterarse en tiempo real cuando hay un cambio

Definiendo resolvers

Ahora vamos a definir nuestros resolvers. Básicamente son funciones que se encargan de que cuando un cliente ejecuta una query, se pidan los datos necesarios para esa query. Igualmente con la mutaciones deben encargarse de crear o modificar nuestros datos y responder con lo esperado.

// importamos uuid para crear nuestros ID únicos
const uuid = require("uuid/v4");
// nos traemos nuestro modelo Todo
const { Todo } = require("./db");
// imporatmos el módulo pubsub usado para suscripciones (luego lo creamos)
const pubsub = require("./pubsub");

// este objeto contiene todos nuestros resolvers
const resolvers = {
  // acá definimos como resolver cada query de nuestro esquema
  Query: {
    // nuestra query de obtener todos los TODOs
    allTodos() {
      // devolvemos todos los TODOs usando nuestro modelo
      return Todo.findAll();
    },
    // nuestra query de obtener solo los TODOs activos
    activeTodos() {
      // buscamos los TODO donde el estado es `active`
      return Todo.findAll({ where: { status: "active" } });
    },
    // nuestra query para obtener solo los TODOs completados
    completedTodos() {
      // buscamos los TODO donde el estado es `completed`
      return Todo.findAll({ where: { status: "completed" } });
    },
    // nuestra query para obtener un único ID
    todo(_, { id }) {
      // el segundo parámetro que recibimos es un objeto con los parámetros
      // que pasamos a nuestra query, en este caso `id`
      // luego obtenemos un único TODO usando el ID que recibimos
      return Todo.findById(id);
    }
  },
  // acá definimos como resolver cada mutación de nuestro esquema
  Mutation: {
    // la mutación para crear un nuevo todo
    async createTodo(_, { content }) {
      // creamos un nuevo TODO usando `uudi` para generar el ID y definiendo status como `active`
      const todo = await Todo.create({ id: uuid(), content, status: "active" });
      // enviamos el TODO a nuestro PubSub en el canal `todoCreated`
      pubsub.publish("todoCreated", todo);
      // devolvemos el TODO que creamos
      return todo;
    },
    // la mutación para borrar un TODO
    async deleteTodo(_, { id }) {
      // actualizamos el estado a `deleted` en el TODO con el ID que recibimos
      await Todo.update({ status: "deleted" }, { where: { id } });
      // obtenemos el TODO que creamos (el ORM no nos devuelve el TODO al hacer update)
      const todo = await Todo.findById(id);
      // enviamos ese TODO a nuestro PubSub en el canal `todoUpdated`
      pubsub.publish("todoUpdated", todo);
      // devolvemos el TODO que actualizamos
      return todo;
    },
    // la mutación para completar un TODO
    async completeTodo(_, { id }) {
      // actualizamos el estado a `completed` en el TODO con el ID que recibimos
      await Todo.update({ status: "completed" }, { where: { id } });
      // obtenemos el TODO que creamos (el ORM no nos devuelve el TODO al hacer update)
      const todo = await Todo.findById(id);
      // enviamos ese TODO a nuestro PubSub en el canal `todoUpdated`
      pubsub.publish("todoUpdated", todo);
      // devolvemos el TODO que actualizamos
      return todo;
    }
  },
  // acá definimos como resolver cada suscripción de nuestro esquema
  Subscription: {
    // cuando se crea un TODO recibimos ese TODO y lo enviamos a los clientes
    todoCreated(todo) {
      return todo;
    },
    // cuando se actualiza un TODO recibimos ese TODO y lo enviamos a los clientes
    todoUpdated(todo) {
      return todo;
    }
  }
};

module.exports = resolvers;

Y esos son los resolvers de nuestro API GQL. Como vemos son funciones bastante simples individualmente, hay una parte que todavía no implementamos que es el módulo ./pubsub.js, este módulo nos sirve para nuestra suscripciones y es lo siguiente que vamos a crear.

Creando el PubSub

Este módulo es parte fundamental de las suscripciones. Nos permite tener canales por los cuales podemos enviar mensajes, esos canales llevan como nombre las suscripciones que definimos en nuestro esquema de GQL.

En proyectos del mundo real deberíamos usar algo como Redis o RabbitMQ para que podamos escalar nuestra aplicación horizontalmente (agregar más instancias del servidor) sin preocuparnos de que si un cliente está conectado a la instancia 1 no se entere de mutaciones que ocurran en la instancia 2.

Para nuestro ejemplo vamos a usar graphql-subscriptions que nos da un sistema de PubSub en memoria (solo sirve para una instancia).

const { PubSub } = require("graphql-subscriptions");
module.exports = new PubSub();

Extremadamente simple, importamos PubSub de nuestro módulo, lo instanciamos y exportamos. Luego como vimos en los resolvers usamos pubsub.publish para enviar mensajes desde las mutaciones.

Creando el servidor

Ahora es momento de combinar todo lo anterior para crear un servidor HTTP para nuestro API GQL.

// importamos la función de crear un servidor del módulo nativo HTTP
const { createServer } = require("http");
// importamos express
const express = require("express");
// imporatmos los middlewares body-parser, cors, compression y morgan
const bodyParser = require("body-parser");
const cors = require("cors");
const compression = require("compression");
const morgan = require("morgan");
// imporatmos nuestro middleware para combinar express con GraphQL y GraphiQL para tener el IDE
const { graphqlExpress, graphiqlExpress } = require("graphql-server-express");
// importamos una de las herramientas que nos provee `graphql-tools`, ya vamos a ver que hace
const { makeExecutableSchema } = require("graphql-tools");
// importamos el manejador de suscripciones de `graphql-subscriptions`
const { SubscriptionManager } = require("graphql-subscriptions");
// importamos el servidor de suscripciones que funciona mediante WS
// también hay opciones con socket.io por ejemplo
const { SubscriptionServer } = require("subscriptions-transport-ws");

// imporatmos nuestro modelo
const { Todo } = require("./db");
// nuestro cliente de Pubsub
const pubsub = require("./pubsub");
// nuestro esquema
const typeDefs = require("./schema");
// nuestros resolvers
const resolvers = require("./resolvers");

// definimos en constantes nuestras variables de entorno
const PORT = process.env.PORT || 3000;
const HOST = process.env.HOST || "localhost";
const NODE_ENV = process.env.NODE_ENV || "development";

// creamos una función asíncrona autoejecutable para poder usar Async/Await
(async () => {
  try {
    // intentamos sincronizar nuestro modelo con la BD
    // si estamos en desarollo forzamos el sincronizado
    // borrando los datos viejos
    await Todo.sync({ force: NODE_ENV !== "production" });
  } catch (error) {
    // si ocurre un error mostramos el error y matamos el proceso
    console.log(error);
    process.exit(0);
  }

  // creamos una aplicación de express y un servidor HTTP apartir de esta
  const app = express();
  const server = createServer(app);

  // usamos 3 los middlewares que importamos
  app.use(cors());
  app.use(compression());
  app.use(morgan("common"));

  // combinamos nuestro esquema (`typeDefs`) y nuestros resolvers para crear un schema ejecutable
  const schema = makeExecutableSchema({ typeDefs, resolvers });

  // creamos nuestro administrador de suscripciones usando nuestro esquema ejecutable
  // y nuestro módulo de PubSub y definimos como manejar cada suscripción
  const subscriptionManager = new SubscriptionManager({
    schema,
    pubsub,
    setupFunctions: {
      // cuando alguien se suscribe a `todoUpdated` solo mandamos las del ID al que se suscribe
      todoUpdated(options, args) {
        return {
          todoUpdated: {
            filter: todo => todo.id === args.id
          }
        };
      },
      // cuando alguien se suscribe a `todoCreated` solo enviamos las del status
      // al que el cliente se suscribe
      todoCreated(options, args) {
        return {
          todoCreated: {
            filter: todo => todo.status === args.status
          }
        };
      }
    }
  });

  // definimos la URL `/graphql` que usa los middlewares `body-parser` y el `graphqlExpress`
  // usando el esquema ejecutable que creamos
  app.use("/graphql", bodyParser.json(), graphqlExpress({ schema }));

  // si no estamos en producción
  if (NODE_ENV !== "production") {
    // usamos el middleware `graphiqlExpress` para crear la URL `/ide` donde cargamos GraphiQL
    // este IDE va a consumir datos de la URL `/graphql` que creamos antes y `/subscriptions`
    app.use(
      "/ide",
      graphiqlExpress({
        endpointURL: "/graphql",
        subscriptionsEndpoint: `ws://${HOST}:${PORT}/subscriptions`
      })
    );
  }

  // iniciamos el servidor en el puerto y host que obtuvimos por variables de entorno
  server.listen(PORT, HOST, error => {
    // creamos el servidor de suscripciones usando el administrador de suscripciones
    // combinando el servidor HTTTP y definiendo la ruta `/subscriptions`
    new SubscriptionServer(
      { subscriptionManager },
      { server, path: "/subscriptions" }
    );
    // luego mostramos un simple log indicando la URL donde corre el servidor
    console.log("> Server running on http://%s:%d", HOST, PORT);
  });
})();

Y ese es nuestro servidor, como vemos es mucha configuración e inicializar todo. Lo bueno es que una vez tenemos esto montado agregar más funcionalidades a nuestro API es solo definir más esquemas y resolvers y listo, este archivo no hay que tocarlo casi nunca.

Scripts del package.json

Ahora vamos a configurar nuestros script del package.json para correr nuestra aplicación en desarrollo y producción.

{
  ...
  "scripts": {
    "dev": "NODE_ENV=development nodemon server.js",
    "start": "node server.js"
  }
  ...
}

Luego vamos a iniciar el proyecto con el siguiente comando en desarrollo:

npm run dev
# o con yarn
yarn dev

Y en producción con:

npm start
# o con yarn
yarn start

Variables de entorno

Cuando tratemos de correr el servidor nos va a dar un error ya que no definimos las variables de entorno. Para eso tenemos muchas formas, podríamos definir nuestras variables en el script dev antes de correr nodemon, podemos crear un archivo .env con las variables de entorno y usar el módulo dotenv o usar un archivo now.json con la propiedad env y usar now-env para correrlos en local.

Ya que luego vamos a hacer deploy a Now vamos a usar now-env, para eso lo instalamos con:

npm i now-env
# o con yarn
yarn add now-env

Luego creamos nuestro now.json:

{
  "env": {
    "NODE_ENV": "production",
    "HOST": "localhost",
    "PORT": 3000,
    "DB_USER": "@db_user",
    "DB_PASS": "@db_pass",
    "DB_HOST": "@db_host",
    "DB_NAME": "@db_name",
    "DB_PORT": "@db_port"
  }
}

Luego creamos un archivo now-secrets.json que vamos a ignorar en nuestros repositorios en los que vamos a colocar los valores de los secrets de la base de datos, algo similar a esto:

{
  "@db_user": "user",
  "@db_pass": "pass",
  "@db_host": "host",
  "@db_name": "name",
  "@db_port": "port"
}

Estos deben ser los correctos para su base de datos, ya sea que la hayan instalado en local, usando ElephantSQL o algún otro servicio. Por último, vamos a nuestro código de server.js y agregamos esta línea:

require("now-env");

Al principio del código, con eso ya tenemos las variables de entorno configuradas 😃

Correr la aplicación

Ahora sí, si corremos nuestra aplicación con el script que definimos antes va a funcionar todo sin problema.

Al entrar a localhost:3000/ide vamos a ver un GraphiQL conectado a nuestro API, ahí podemos probar nuestro API GQL haciendo queries, mutations o subscriptions, también podemos ver la documentación de nuestra API que se genera automáticamente gracias a los comentarios de nuestro esquema.

Deploy a producción

Por último para hacer deploy a producción debemos usar now secrets para definir nuestros secrets de producción para la base de datos y luego hacer deploy. Para definir estos secrets es un simple comando.

now secret add db_user my-db-user
now secret add db_pass my-db-pass
now secret add db_host my-db-host
now secret add db_name my-db-name
now secret add db_port my-db-port

Donde deben colocar los datos de acceso a su base de datos de producción. Luego vamos a hacer deploy. Vamos a primero modificar nuestro now.json para agregar el nombre de nuestra aplicación y el alias que vamos a usar.

{
  "name": "platzi-now-api",
  "alias": "platzi-now-api.now.sh",
  "env": {
    "NODE_ENV": "production",
    "HOST": "localhost",
    "PORT": 3000,
    "DB_USER": "@db_user",
    "DB_PASS": "@db_pass",
    "DB_HOST": "@db_host",
    "DB_NAME": "@db_name",
    "DB_PORT": "@db_port"
  }
}

Por último vamos a correr el comando para hacer deploy.

now

Con ese simple comando ya tenemos nuestra aplicación en producción con una URL única, le asignamos un alias para poder compartirlo con el mundo.

now alias

Y ahora ya vamos a tener platzi-now-api.now.sh donde nuestra aplicación va a estar funcionando y puede ser consumida por un cliente de GrahpQL como Apollo simplemente haciendo queries, mutaciones o suscribiéndonos.

Conclusiones

Parecen muchos pasos los que hay que hacer, pero si revisan es bastante fácil y una vez montado el servidor agregar funcionalidad solo requiere agregar más esquemas y sus respectivos resolvers, eso es todo.

Lo genial entonces es que usando GraphQL los frontend pueden crear nuevas funcionalidades muy fácil, simplemente haciendo queries diferentes y los backend pueden extender el API agregando más esquemas y pensando como escalar y optimizar nuestra aplicación para que no se caiga y funcione rápido.