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Node.js + ApolloServer + mongodb(mongoose)でリアルタイムなGraphQLサーバを構築する。

Last updated at 2019-11-21Posted at 2019-11-20

どうも。オンプレのインフラ企業からWeb系企業に転職し、4ヶ月のハヤシです。

最近は業務でgraphqlに触る機会があり、おもしろいと思ったので簡単なgraphqlサーバを構築します。
あまり詳しいことは書かず、とりあえず動く！を目標に書くので、よろしくお願いします。

GraphQLについて

GraphQL（グラフQL）は、APIのために作られた、データクエリとデータ操作のための言語と、保存されたデータに対してクエリを実行するランタイムである[2]。GraphQLは、2012年にFacebookの内部で開発され、2015年に公開された
ウェブAPIの開発に、RESTやその他のWebサービスと比較して、効率的、堅牢、フレキシブルなアプローチを提供する。GraphQLでは、クライアントが必要なデータの構造を定義することができ、サーバーからは定義したのと同じ構造のデータが返される。したがって、必要以上に大きなデータが返されるのを防ぐことができる。
※wikipediaより抜粋。

REST APIが今まで主流でしたがGraphQLはそれに代わるもので、近年人気が高まっているものらしいですね。

その中でGraphQLのsubscriptionは以下の様な特徴を持っています。websocketsを通してリアルタイム通信を実現しているようですね。

GraphQLサブスクリプションは、サーバーからのリアルタイムメッセージをリッスンすることを選択したクライアントにサーバーからデータをプッシュする方法です。サブスクリプションは、クライアントに配信するフィールドのセットを指定するという点でクエリに似ていますが、サーバーで特定のイベントが発生するたびに、単一の回答をすぐに返す代わりに結果が送信されます。

今回作るもの

Message投稿できるmutationと投稿されたMessageを確認できるQuery、リアルタイムで情報を取得できるsubscriptionのクエリを付属しているPlayGroundで確認できるgraphqlサーバの作成を行います。また通常のqueryやmutationで使われるhttpServerとは別にsubscriptionはWebSocketで動作しますので、同じポートでサーバが立ち上がるように設定します。

今回の構成では基本的には以下の4つのファイルが1セットとなって動作します。

server.js
→ graphqlサーバを立ち上げるための記述を行います。
resolvers.js
→graphqlに来たクエリなどに対しての実際の処理を記述します。DBから情報をとってくる処理など。
schema.graphql
→typeDefsです。graphqlの型などを定義します。ここに定義したものだけがクエリとして受け取れます。
models/Message.js
→mongodbに接続するmongooseのスキーマを定義します。

nodeを使用するので予めnodeを使用するPCにインストールしておいて下さい。
v10.14.2で動作確認をしています。

完成品github

0.Package導入

nodemon #自動でコードの変更を検知してサーバを再起動してくれる。
graphql
apollo-server-express #expressというnodeのフレームワークをApolloServerで使えるようにしてくれたもの
mongoose(mongodb用) mongodbとつなぐことができるormです。
babel nodejsでES5?の記述方法をすることができるツール

以下packege.jsonです。

{
  "name": "graphql",
  "version": "1.0.0",
  "main": "server.js",
  "scripts": {
    "server": "nodemon --exec babel-node server.js",
    "start": "babel-node server.js"
  },
  "keywords": [],
  "license": "ISC",
  "dependencies": {
    "apollo-server-express": "^2.9.7",
    "express": "^4.17.1",
    "graphql": "^0.13.2",
    "mongoose": "^5.2.6"
  },
  "devDependencies": {
    "@babel/core": "^7.7.2",
    "@babel/node": "^7.7.0",
    "@babel/preset-env": "^7.7.1",
    "concurrently": "^3.6.0",
    "nodemon": "^1.18.1"
  }
}

Packageをインストールする。

package.jsonを任意のディレクトリに貼り付けて以下のコマンドを実行し、インストールします。

npm install

node.jsでimport文などを使用するため、以下のファイルを作成してください。

.babelrc

{
  "presets": [
    "@babel/preset-env"
  ]
}

これで開発に必要な準備は整いました。

1. 必要なファイル群を作成する。

以下のファイル達をserver.jsがあるディレクトリに作成してください。

typeDefs.graphql

type Message {
  content: String
}

type Subscription {
  messagesCreated: Message!
}

type Query {
  Messages: [Message]!
}

type Mutation{
  addMessage(content: String): Message!
}

実際の処理は書かず、このデータがほしい！といったリクエストに対し、このデータを返します。といった型みたいなものを定義します。実際のDB操作の処理はresoloversに書きます。

models/Message.js

const mongoose = require("mongoose");

const MessageSchema = new mongoose.Schema({
  content: {
    type: String,
    required: true
  },
});
const Message = mongoose.model("Message", MessageSchema);

module.exports = { Message };

Messageモデルには内容を示すcontentのみ定義します。
DBのMessageスキーマを定義します。ここで定義したデータしかmongodbに入りません。

resolvers.js

import { PubSub } from "apollo-server-express";
const pubsub = new PubSub();
const MESSAGE_CREATED = "MESSAGE_CREATED";

module.exports = {
  Query: {
    Messages: async (_, args, { Message }) => {
     //Messageのcontextからすべてのメッセージを降順で取得します。
      const messages = await Message.find({})
        .sort({ createdDate: "desc" })
      return messages;
    }
  },
  Mutation: {
    addMessage: async (_, { content }, { Message }) => {
　　　 //Messageのcontextのインスタンスを生成し、contentの内容をmongooseを通してmongodbに保存し、pubsubを使ってsubscriptionしています。これで新規メッセージを投稿する度にリアルタイムで通知が行われます。
      const newMessage = await new Message({
        content
      }).save();
      await pubsub.publish(MESSAGE_CREATED, { messagesCreated: newMessage }); //ここでsubscriptionに通知をしています。
      return newMessage;
    }
  },
  //ここでpublishされたメッセージに対してasyncIteratorを使用して非同期でくるデータに対して反復処理をしています。
  Subscription: {
    messagesCreated: {
      subscribe: () => pubsub.asyncIterator([MESSAGE_CREATED])
    }
  }
};

このファイルはqueryやmutationをうけての実際にDBにデータを操作する処理を記述します。
PubSubをimportし、リアルタイムでデータを受け取ることができます。
Messages、addMessageはtypeDefsで定義したMessages、addMessageと対応しています。

各メソッドの引数については以下のようになっています。基本的にはargsと、contextとresultのみ実装を意識すれば大丈夫です。引数には順番があるので、注意が必要です。
fieldName(obj, args, context, info) { result }
くわしくは以下を参照ください。
https://www.apollographql.com/docs/graphql-tools/resolvers/

最後に上記のファイル達インポートした以下のファイルを作成してください。

server.js

const fs = require("fs");
const path = require("path");

//apollo関連
import { ApolloServer } from "apollo-server-express";
const express = require("express");
import { createServer } from "http";

//schema,resolver関連
import resolvers from "./resolvers.js";
const filepath = path.join(__dirname, "typeDefs.graphql");
const typeDefs = fs.readFileSync(filepath, "utf-8");

//model
const { Message } = require("./models/Message");

// MONGOOSE接続部分
const mongoose = require("mongoose");

//conncectに書いてあるURLは適宜変更してください。また、通常はenvファイルなどで管理するようにして下さい。
mongoose
  .connect(
    "mongodb+srv://test:***********@cluster0-9v8cy.mongodb.net/graphql-test?retryWrites=true&w=majority",
    {
      useNewUrlParser: true,
      useFindAndModify: false
    }
  )
  .then(() => console.log("DB connected"))
  .catch(err => console.error(err));

//サーバ立ち上げ
const server = new ApolloServer({
//ここで上記で作ったファイルを含めています。
  typeDefs,
  resolvers,
//ここでreturnされたcontextをresolversの第三引数で使用する事ができます。
  context: async ({ req, connection }) => {
    return { Message };
  },
  playground: true,
  introspection: true,
});

const app = express();
server.applyMiddleware({ app, path: "/graphql" });

//subscription(リアルタイム通信設定部分)
const httpServer = createServer(app);
server.installSubscriptionHandlers(httpServer);

const PORT = 4000;

httpServer.listen(PORT, () => {
  console.log(
    `🚀 Server ready at http://localhost:${PORT}${server.graphqlPath}`
  );
  console.log(
    `🚀 Subscriptions ready at ws://localhost:${PORT}${server.subscriptionsPath}`
  );
});

mongooseはmongodbAtlasを使用しているので、以下のサイトから登録して「mongoose.connect()」の部分に接続URLを記述してください。

ここまでの手順でサーバが動作する準備が整いましたので実際に動作させてみます。

2.サーバ立ち上げ

server.jsが配置されているディレクトリで以下のコマンドを使用しサーバを立ち上げてください。

npm run start

以下のような表示が出ていればサーバの立ち上げには成功しています。

🚀 Server ready at http://localhost:4000/graphql
🚀 Subscriptions ready at ws://localhost:4000/graphql
(node:88080) DeprecationWarning: current Server Discovery and Monitoring engine is deprecated, and will be removed in a future version. To use the new Server Discover and Monitoring engine, pass option { useUnifiedTopology: true } to the MongoClient constructor.
DB connected