In der sich schnell entwickelnden digitalen Technologielandschaft ist die Wahl der Tools und Technologien entscheidend, um die Nase vorn zu haben. Ein solches bahnbrechendes Tool ist GraphQL, eine innovative Abfragesprache und Laufzeitumgebung, die das Abrufen und Verarbeiten von Daten in APIs revolutioniert hat. Entwickelt, um die Grenzen herkömmlicher API-Ansätze zu überwinden, ist GraphQL heute ein Eckpfeiler der modernen Web- und Anwendungsentwicklung. In diesem Artikel werden wir die Ursprünge, Vorteile und praktischen Anwendungen von GraphQL untersuchen.

GraphQL und seine Ursprünge

GraphQL wurde 2012 von Facebook entwickelt, um die Ineffizienzen herkömmlicher APIs zu überwinden. Es handelt sich um eine Abfragesprache für Ihre API und eine serverseitige Laufzeitumgebung für die Ausführung von Abfragen unter Verwendung eines Typsystems, das Sie für Ihre Daten definieren. Im Gegensatz zu REST-APIs, die feste Datenstrukturen zurückliefern, können Kunden mit GraphQL genau angeben, welche Daten sie benötigen, so dass sie mit einer einzigen Anfrage alle benötigten Daten erhalten können. Diese Innovation war entscheidend für Facebook, das eine dynamischere und effizientere Methode zum Abrufen von Daten für seine zunehmend komplexen Anwendungen benötigte.

GraphQL vs. traditionelle Ansätze

Bei traditionellen API-Ansätzen wie REST definiert der Server die Form und Größe der Antwort, was oft dazu führt, dass entweder zu viele oder zu wenige Daten zurückgegeben werden. Dies kann dazu führen, dass der Server mehrfach kontaktiert werden muss, um alle erforderlichen Daten abzurufen, oder dass eine große Nutzlast mit nicht benötigten Daten empfangen wird. Im Gegensatz dazu verlagert GraphQL die Kontrolle auf die Client-Seite: Der Client legt die Struktur der Antwort fest und sorgt dafür, dass nur die benötigten Daten zurückgegeben werden. Dieser Ansatz reduziert den Netzwerk-Overhead erheblich und verbessert die Anwendungsleistung.

Die Vorteile von GraphQL

GraphQL bietet eine Vielzahl von Vorteilen für die moderne Anwendungsentwicklung:

  • Präziser Datenabruf: Clients können genau angeben, was sie benötigen, wodurch ein Über- oder Unterabruf vermieden wird.

  • Effiziente Serverleistung: Verringert die Anzahl der Serveranfragen und steigert die Leistung.

  • Kombinieren mehrerer Abfragen: Fasst mehrere Abfragen in einer einzigen Anfrage zusammen, spart Bandbreite und verbessert die Antwortzeiten.

  • Echtzeitdaten mit Abonnements: Unterstützt Aktualisierungen in Echtzeit, was für dynamische Anwendungen entscheidend ist.

  • Starkes Typensystem: Bietet ein gut definiertes Schema für bessere Fehlerbehandlung und Robustheit.

  • Verbesserte Entwicklererfahrung: Tools wie GraphQL Playground verbessern die Effizienz und reduzieren Fehler.

  • Geringere Bandbreitennutzung: Ideal für Gebiete mit begrenzter Bandbreite oder mobilen Geräten.

  • Schnellere Produktentwicklung: Ermöglicht schnellere Entwicklungszyklen mit geringerer Abhängigkeit von Backend-Änderungen.

  • API-Entwicklung ohne Versionierung: Erleichtert die kontinuierliche Verbesserung der API ohne Versionsverwaltung.

  • Ökosystem und Community-Unterstützung: Ein wachsendes Ökosystem mit zahlreichen Ressourcen und Tools.

  • Backend-Agnostizismus: Kann mit verschiedenen Datenbanken oder Microservices integriert werden.

Herausforderungen und Beschränkungen von GraphQL

Obwohl GraphQL zahlreiche Vorteile bietet, bringt es auch Herausforderungen mit sich:

  • Komplexität bei groß angelegten Projekten: Die Einrichtung von GraphQL kann in großen Anwendungen aufgrund der Notwendigkeit, Typen und Beziehungen zu definieren, komplex sein.

  • Performance: Große Abfragen in GraphQL können sich potenziell auf die Leistung auswirken. Ein effizientes Schema-Design und die Optimierung von Abfragen sind unerlässlich.

  • Sicherheitsaspekte: Geeignete Sicherheitsmaßnahmen müssen implementiert werden, um Probleme wie Introspektionsangriffe (Offenlegung des Datenbankschemas) oder Angriffe auf die Abfragetiefe (DoS-Angriffe) zu verhindern.

Viele dieser Herausforderungen können natürlich für Sie persönlich irrelevant sein, wenn Sie GraphQL als integralen Bestandteil einer fertigen Softwarelösung verwenden.

GraphQL vs. REST-API

REST-APIs funktionieren nach dem Prinzip mehrerer Endpunkte, die jeweils eine feste Datenstruktur zurückgeben. Im Gegensatz dazu verwendet GraphQL einen einzigen Endpunkt und gibt Daten auf der Grundlage der vom Kunden definierten Abfragestruktur zurück. Diese Flexibilität ermöglicht eine effizientere Datenabfrage und -manipulation. Außerdem erleichtert das starke Typensystem von GraphQL im Vergleich zu herkömmlichen REST-APIs eine bessere Fehlerbehandlung und Validierung.

Vorteile für Entwickler mit GraphQL

Entwickler profitieren erheblich von den Fähigkeiten von GraphQL. Das starke Typsystem, die Introspektion und die Abfragevalidierung verbessern die Entwicklungsgeschwindigkeit und reduzieren Fehler. Werkzeuge wie GraphQL Playground, eine browserinterne IDE, ermöglichen es Entwicklern, ihre Abfragen zu testen und zu visualisieren, wodurch der Entwicklungsprozess intuitiver wird. Darüber hinaus vereinfacht die Fähigkeit von GraphQL, Daten aus mehreren Quellen mit einem einzigen API-Aufruf abzurufen, die Codebasis und macht sie wartungsfreundlicher.

Sind alle GraphQL-Implementierungen gleich?

Während GraphQL einen konsistenten Satz von Funktionen und Prinzipien beibehält, kann sich seine Implementierung je nach Sprache, Framework und spezifischen Anforderungen der Anwendung unterscheiden. Zum Beispiel kann sich ein GraphQL-Server in Node.js von einem in Python in Bezug auf Leistungsoptimierungen und Middleware-Integration unterscheiden. Diese Variationen bedeuten, dass GraphQL auf die einzigartigen Bedürfnisse jedes Projekts zugeschnitten werden kann.

Bright IT nutzt GraphQL sehr aktiv in Projekten, die auf Partnerlösungen wie Contentful, Storyblok oder Optimizely aufbauen. Jeder Anbieter hat jedoch seine eigene Implementierung von GraphQL - mit unterschiedlichen Funktionen und manchmal überraschenden Einschränkungen. Wie bereits erwähnt, ermöglicht GraphQL die Abfrage von verschachtelten Daten. Für jede Abfrage werden jedoch die Kosten für die Berechnung der Antwort zugewiesen, wenn sie an den Server übergeben wird. Je nach den Details des Algorithmus zur Kostenvorhersage und den gesetzten Limits werden ähnlich aussehende Abfragen so bei einem Anbieter problemlos ausgeführt, während sie bei einem anderen scheitern (aufgrund einer zu hohen Abfragekomplexität). Eine weitere mögliche Begrenzung ist auch die Größe einer GraphQL-Abfrage in Bytes. Für Contentful liegt diese Grenze beispielsweise bei 8kb. Es ist daher entscheidend, Erfahrungen mit einer bestimmten GraphQL-API-Implementierung zu sammeln, um zu verstehen, wie gut sie für ein bestimmtes Projekt geeignet ist.

Vorteile für Unternehmen und Marketer

Unternehmen und Marketer profitieren erheblich von der Einführung von GraphQL. Sie ermöglicht schnellere Entwicklungszyklen und damit eine schnellere Reaktion auf Marktveränderungen. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass sich der Ort, an dem die Daten für die Nutzung ausgewählt werden, verlagert. Mit GraphQL werden die Daten direkt im Frontend abgefragt, während andernfalls (bei Abfrage im Backend) bei jeder Änderung in der Datenabfrage das Backend entsprechend geändert und neu bereitgestellt werden muss. Darüberhinaus ist die GraphQL-Integration mit CMS-Plattformen wie Contentful, Storyblok oder Optimizely derart standardisiert, dass dadurch ein effektiveres Content-Management ermöglicht wird. Für Marketer bedeutet die Möglichkeit, Änderungen schnell zu iterieren und einzusetzen, im Ergebnis dynamischere und reaktionsfähigere Marketingstrategien.

Ein Backend für Ihr Frontend

GraphQL kann jedoch nicht nur in Ihrem Frontend, sondern auch in Ihrem Backend eine wichtige Rolle spielen - immer dann, wenn Sie Daten aus einer Vielzahl von (nicht öffentlichen) Backend-Diensten (sowohl intern als auch extern) kombinieren und eine eigene API erstellen möchten, um diese effizient zugänglich zu machen. Tools wie Apollo GraphQL können Ihnen helfen, Ihr eigenes GraphQL-Backend mit allen Vorteilen von GraphQL auf relativ einfache und standardisierte Weise zu erstellen.

Wir empfehlen dabei auch einen Blick auf Lösungen wie Grafbase oder Hasura als noch einfachere Möglichkeit, Inhalte aus mehreren Datenquellen in einer GraphQL-API zu bündeln. Anstatt kostspielig Daten von zwei unabhängigen GraphQL-Graphen (z.B. Ihrer Headless-Content- oder Commerce-Plattform) im Frontend abzurufen, können Sie diese stattdessen serverseitig orchestrieren und kombinieren und später nur einen einzigen GraphQL-Endpunkt in Ihrem Frontend nutzen.

Kürzlich hat Contentful übrigens auch den Early Access für Delivery Functions freigegeben. Damit können Sie Contentful GraphQL als föderierten Inhaltsgraphen nutzen - erweitert um Daten aus externen Systemen.

Zukunftsaussichten und Trends bei GraphQL

Mit Blick auf die Zukunft ist GraphQL bereit, sein Wachstum und seine Entwicklung fortzusetzen. Die steigende Nachfrage nach einer effizienteren und flexibleren Datenabfrage in Anwendungen wird wahrscheinlich weitere Innovationen in GraphQL-Technologien vorantreiben. Wir können mit Erweiterungen in Bereichen wie der automatischen Abfrageoptimierung, verbesserten Sicherheitsfunktionen und einer noch engeren Integration mit aufkommenden Technologien wie serverlosen Architekturen und KI-gesteuerten Datenanalysen rechnen.

GraphQL in der realen Welt

Viele führende Unternehmen haben GraphQL erfolgreich implementiert und profitieren von dessen Vorteilen. So hat beispielsweise GitHub GraphQL für seine API v4 eingeführt und nennt die verbesserte Flexibilität und den effizienteren Datenzugriff als Hauptvorteile. Ebenso haben große CMS- und eCommerce-Plattformen GraphQL integriert, um schnellere und reaktionsfreudigere Benutzererfahrungen zu bieten, was seine Effektivität (nicht nur) in Umgebungen mit hohem Datenverkehr unter Beweis stellt. Bei Bright IT nutzen wir GraphQL täglich in vielen unserer laufenden Projekte als Teil der zugrunde liegenden Partnerlösungen.

Fazit

GraphQL stellt einen bedeutenden Sprung nach vorn bei der Entwicklung und Implementierung von APIs dar. Seine Flexibilität, Effizienz und entwicklerfreundliche Natur machen es zu einem unverzichtbaren Werkzeug in der modernen Anwendungsentwicklung. Das Verständnis und die Nutzung von GraphQL sind für uns der Schlüssel, um in einer sich schnell entwickelnden digitalen Landschaft wettbewerbsfähig zu bleiben. Das sich entwickelnde Ökosystem, die starke Unterstützung durch die Community und die kontinuierliche Innovation machen GraphQL zu einer Technologie, die die Zukunft der digitalen Anwendungen prägen wird.

Sind Sie bereit, Ihre digitalen Kundenerlebnisse mit GraphQL zu verbessern? Bright IT ist Ihr Partner auf dieser Reise. Nehmen Sie noch heute Kontakt mit uns auf, um zu erfahren, wie unsere Partnerlösungen auf Basis von GraphQL Ihre digitale Strategie verändern und Ihr Unternehmen voranbringen können. Lassen Sie uns mit unserer und Ihrer Vision gemeinsam herausragende digitale Erlebnisse schaffen.

Klaus Unterkircher

CEO/Gründer, Bright IT