Phỏng vấn Spring GraphQL: Resolver, DataLoader và Giải pháp cho Vấn đề N+1

dependencies {
    // Spring GraphQL starter với Spring MVC
    implementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-graphql")
    implementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-web")

    // Cho các test GraphQL
    testImplementation("org.springframework.graphql:spring-graphql-test")
}

# schema.graphqls
type Query {
    # Lấy bài viết theo định danh
    article(id: ID!): Article

    # Danh sách bài viết phân trang
    articles(page: Int = 0, size: Int = 10): [Article!]!
}

type Article {
    id: ID!
    title: String!
    content: String!
    # Quan hệ với tác giả
    author: Author!
    # Danh sách bình luận
    comments: [Comment!]!
    createdAt: String!
}

type Author {
    id: ID!
    name: String!
    email: String!
    # Bài viết do tác giả này viết
    articles: [Article!]!
}

type Comment {
    id: ID!
    content: String!
    author: Author!
    createdAt: String!
}

@Controller
public class ArticleController {

    private final ArticleRepository articleRepository;
    private final AuthorRepository authorRepository;

    public ArticleController(ArticleRepository articleRepository,
                            AuthorRepository authorRepository) {
        this.articleRepository = articleRepository;
        this.authorRepository = authorRepository;
    }

    // Resolver cho Query.article(id)
    @QueryMapping
    public Article article(@Argument Long id) {
        return articleRepository.findById(id)
            .orElseThrow(() -> new ArticleNotFoundException(id));
    }

    // Resolver cho Query.articles(page, size)
    @QueryMapping
    public List<Article> articles(@Argument int page,
                                  @Argument int size) {
        Pageable pageable = PageRequest.of(page, size);
        return articleRepository.findAll(pageable).getContent();
    }

    // Resolver cho Article.author - được gọi cho mỗi bài viết
    @SchemaMapping(typeName = "Article", field = "author")
    public Author author(Article article) {
        return authorRepository.findById(article.getAuthorId())
            .orElseThrow(() -> new AuthorNotFoundException(article.getAuthorId()));
    }
}

# Truy vấn GraphQL
query {
    articles(size: 50) {
        id
        title
        author {
            name
        }
    }
}

-- Truy vấn 1: lấy bài viết
SELECT * FROM articles LIMIT 50

-- Truy vấn 2-51: từng tác giả riêng lẻ
SELECT * FROM authors WHERE id = 1
SELECT * FROM authors WHERE id = 2
SELECT * FROM authors WHERE id = 3
-- ... 47 truy vấn bổ sung

@Component
public class AuthorBatchLoader {

    private final AuthorRepository authorRepository;

    public AuthorBatchLoader(AuthorRepository authorRepository) {
        this.authorRepository = authorRepository;
    }

    // Phương thức tải hàng loạt
    public Mono<Map<Long, Author>> loadAuthors(Set<Long> authorIds) {
        // Truy vấn duy nhất cho tất cả tác giả
        List<Author> authors = authorRepository.findAllById(authorIds);

        // Chuyển đổi thành Map để tra cứu nhanh
        Map<Long, Author> authorMap = authors.stream()
            .collect(Collectors.toMap(Author::getId, Function.identity()));

        return Mono.just(authorMap);
    }
}

@Configuration
public class GraphQLConfig {

    @Bean
    public BatchLoaderRegistry batchLoaderRegistry(
            AuthorBatchLoader authorBatchLoader) {

        return registry -> {
            // Đăng ký DataLoader cho tác giả
            registry.forTypePair(Long.class, Author.class)
                .registerMappedBatchLoader((authorIds, env) ->
                    authorBatchLoader.loadAuthors(authorIds));
        };
    }
}

@Controller
public class ArticleController {

    private final ArticleRepository articleRepository;

    public ArticleController(ArticleRepository articleRepository) {
        this.articleRepository = articleRepository;
    }

    @QueryMapping
    public List<Article> articles(@Argument int page,
                                  @Argument int size) {
        Pageable pageable = PageRequest.of(page, size);
        return articleRepository.findAll(pageable).getContent();
    }

    // Resolver được tối ưu với DataLoader
    @SchemaMapping(typeName = "Article", field = "author")
    public CompletableFuture<Author> author(
            Article article,
            DataLoader<Long, Author> authorDataLoader) {

        // DataLoader tự động nhóm các cuộc gọi
        return authorDataLoader.load(article.getAuthorId());
    }
}

-- Truy vấn 1: lấy bài viết
SELECT * FROM articles LIMIT 50

-- Truy vấn 2: tất cả tác giả cùng một lúc
SELECT * FROM authors WHERE id IN (1, 2, 3, 4, 5, ..., 50)

@Component
public class SecuredAuthorBatchLoader {

    private final AuthorRepository authorRepository;
    private final SecurityContextHolder securityContext;

    public SecuredAuthorBatchLoader(AuthorRepository authorRepository,
                                    SecurityContextHolder securityContext) {
        this.authorRepository = authorRepository;
        this.securityContext = securityContext;
    }

    public Mono<Map<Long, Author>> loadAuthorsForTenant(
            Set<Long> authorIds,
            BatchLoaderEnvironment env) {

        // Lấy context GraphQL
        GraphQLContext context = env.getContext();
        String tenantId = context.get("tenantId");

        // Truy vấn được lọc theo tenant
        List<Author> authors = authorRepository
            .findAllByIdInAndTenantId(authorIds, tenantId);

        Map<Long, Author> authorMap = authors.stream()
            .collect(Collectors.toMap(Author::getId, Function.identity()));

        return Mono.just(authorMap);
    }
}

@Component
public class TenantInterceptor implements WebGraphQlInterceptor {

    @Override
    public Mono<WebGraphQlResponse> intercept(
            WebGraphQlRequest request,
            Chain chain) {

        // Trích xuất tenant từ headers
        String tenantId = request.getHeaders()
            .getFirst("X-Tenant-ID");

        // Thêm vào context GraphQL
        request.configureExecutionInput((input, builder) ->
            builder.graphQLContext(ctx ->
                ctx.put("tenantId", tenantId)
            ).build()
        );

        return chain.next(request);
    }
}

@Controller
public class EquivalenceDemo {

    // Hai khai báo này tương đương
    @QueryMapping
    public Article article(@Argument Long id) {
        return findArticle(id);
    }

    @SchemaMapping(typeName = "Query", field = "article")
    public Article articleEquivalent(@Argument Long id) {
        return findArticle(id);
    }

    // Đối với các trường lồng nhau, chỉ @SchemaMapping hoạt động
    @SchemaMapping(typeName = "Article", field = "author")
    public Author author(Article article) {
        return findAuthor(article.getAuthorId());
    }

    // Cú pháp thay thế với kiểu làm tham số
    @SchemaMapping
    public Author author(Article article) {
        // Spring suy luận typeName = "Article" từ tham số
        return findAuthor(article.getAuthorId());
    }
}

# schema.graphqls
type Mutation {
    createArticle(input: CreateArticleInput!): Article!
    updateArticle(id: ID!, input: UpdateArticleInput!): Article!
    deleteArticle(id: ID!): Boolean!
}

input CreateArticleInput {
    title: String!
    content: String!
    authorId: ID!
}

input UpdateArticleInput {
    title: String
    content: String
}

@Controller
public class ArticleMutationController {

    private final ArticleService articleService;

    public ArticleMutationController(ArticleService articleService) {
        this.articleService = articleService;
    }

    @MutationMapping
    public Article createArticle(@Argument @Valid CreateArticleInput input) {
        // Xác thực được thực hiện tự động
        return articleService.create(input);
    }

    @MutationMapping
    public Article updateArticle(@Argument Long id,
                                 @Argument @Valid UpdateArticleInput input) {
        return articleService.update(id, input);
    }

    @MutationMapping
    public boolean deleteArticle(@Argument Long id) {
        articleService.delete(id);
        return true;
    }
}

public record CreateArticleInput(
    @NotBlank(message = "Tiêu đề là bắt buộc")
    @Size(min = 5, max = 200, message = "Tiêu đề phải từ 5 đến 200 ký tự")
    String title,

    @NotBlank(message = "Nội dung là bắt buộc")
    @Size(min = 100, message = "Nội dung phải có ít nhất 100 ký tự")
    String content,

    @NotNull(message = "Tác giả là bắt buộc")
    Long authorId
) {}

@Controller
public class OptimizedArticleController {

    private final ArticleRepository articleRepository;
    private final AuthorRepository authorRepository;
    private final CommentRepository commentRepository;

    public OptimizedArticleController(ArticleRepository articleRepository,
                                      AuthorRepository authorRepository,
                                      CommentRepository commentRepository) {
        this.articleRepository = articleRepository;
        this.authorRepository = authorRepository;
        this.commentRepository = commentRepository;
    }

    @QueryMapping
    public List<Article> articles(@Argument int page,
                                  @Argument int size) {
        return articleRepository.findAll(PageRequest.of(page, size))
            .getContent();
    }

    // BatchMapping cho tác giả - xử lý tất cả bài viết cùng một lúc
    @BatchMapping
    public Map<Article, Author> author(List<Article> articles) {
        // Thu thập ID tác giả duy nhất
        Set<Long> authorIds = articles.stream()
            .map(Article::getAuthorId)
            .collect(Collectors.toSet());

        // Truy vấn duy nhất cho tất cả tác giả
        Map<Long, Author> authorsById = authorRepository
            .findAllById(authorIds)
            .stream()
            .collect(Collectors.toMap(Author::getId, Function.identity()));

        // Liên kết bài viết -> tác giả
        return articles.stream()
            .collect(Collectors.toMap(
                Function.identity(),
                article -> authorsById.get(article.getAuthorId())
            ));
    }

    // BatchMapping cho bình luận
    @BatchMapping
    public Map<Article, List<Comment>> comments(List<Article> articles) {
        List<Long> articleIds = articles.stream()
            .map(Article::getId)
            .toList();

        // Lấy hàng loạt bình luận
        List<Comment> allComments = commentRepository
            .findByArticleIdIn(articleIds);

        // Nhóm theo bài viết
        Map<Long, List<Comment>> commentsByArticle = allComments.stream()
            .collect(Collectors.groupingBy(Comment::getArticleId));

        return articles.stream()
            .collect(Collectors.toMap(
                Function.identity(),
                article -> commentsByArticle
                    .getOrDefault(article.getId(), List.of())
            ));
    }
}

@SpringBootTest
@AutoConfigureGraphQlTester
class ArticleControllerTest {

    @Autowired
    private GraphQlTester graphQlTester;

    @Test
    void shouldReturnArticleById() {
        // Given: tài liệu GraphQL
        String query = """
            query {
                article(id: 1) {
                    id
                    title
                    author {
                        name
                    }
                }
            }
            """;

        // When & Then
        graphQlTester.document(query)
            .execute()
            .path("article.id").entity(String.class).isEqualTo("1")
            .path("article.title").entity(String.class).isNotEmpty()
            .path("article.author.name").entity(String.class).isNotEmpty();
    }

    @Test
    void shouldCreateArticle() {
        String mutation = """
            mutation {
                createArticle(input: {
                    title: "Tiêu đề mới",
                    content: "Nội dung kiểm tra đủ dài để đáp ứng các ràng buộc xác thực",
                    authorId: 1
                }) {
                    id
                    title
                }
            }
            """;

        graphQlTester.document(mutation)
            .execute()
            .path("createArticle.id").entity(String.class).isNotEmpty()
            .path("createArticle.title").entity(String.class)
                .isEqualTo("Tiêu đề mới");
    }

    @Test
    void shouldReturnErrorForInvalidInput() {
        String mutation = """
            mutation {
                createArticle(input: {
                    title: "",
                    content: "ngắn",
                    authorId: 1
                }) {
                    id
                }
            }
            """;

        graphQlTester.document(mutation)
            .execute()
            .errors()
            .expect(error -> error.getMessage()
                .contains("Tiêu đề là bắt buộc"));
    }

    @Test
    void shouldHandleVariables() {
        String query = """
            query GetArticle($id: ID!) {
                article(id: $id) {
                    id
                    title
                }
            }
            """;

        graphQlTester.document(query)
            .variable("id", 42)
            .execute()
            .path("article").valueIsNull();
    }
}

# schema.graphqls
type Subscription {
    articleCreated: Article!
    commentAdded(articleId: ID!): Comment!
}

@Controller
public class SubscriptionController {

    private final Sinks.Many<Article> articleSink =
        Sinks.many().multicast().onBackpressureBuffer();

    private final Sinks.Many<Comment> commentSink =
        Sinks.many().multicast().onBackpressureBuffer();

    @SubscriptionMapping
    public Flux<Article> articleCreated() {
        return articleSink.asFlux();
    }

    @SubscriptionMapping
    public Flux<Comment> commentAdded(@Argument Long articleId) {
        return commentSink.asFlux()
            .filter(comment -> comment.getArticleId().equals(articleId));
    }

    // Phương thức được gọi khi tạo bài viết
    public void publishArticle(Article article) {
        articleSink.tryEmitNext(article);
    }

    // Phương thức được gọi khi thêm bình luận
    public void publishComment(Comment comment) {
        commentSink.tryEmitNext(comment);
    }
}

dependencies {
    implementation("org.springframework.boot:spring-boot-starter-websocket")
}

@Configuration
public class WebSocketConfig {

    @Bean
    public ServerEndpointExporter serverEndpointExporter() {
        return new ServerEndpointExporter();
    }
}

@Configuration
@EnableMethodSecurity
public class SecurityConfig {

    @Bean
    public SecurityFilterChain filterChain(HttpSecurity http) throws Exception {
        return http
            .authorizeHttpRequests(auth -> auth
                // Endpoint GraphQL được bảo vệ
                .requestMatchers("/graphql").authenticated()
                // GraphiQL chỉ có thể truy cập trong dev
                .requestMatchers("/graphiql").permitAll()
            )
            .oauth2ResourceServer(oauth2 -> oauth2.jwt(Customizer.withDefaults()))
            .build();
    }
}

@Controller
public class SecuredArticleController {

    private final ArticleRepository articleRepository;

    public SecuredArticleController(ArticleRepository articleRepository) {
        this.articleRepository = articleRepository;
    }

    // Truy cập bị giới hạn cho người dùng đã xác thực
    @QueryMapping
    @PreAuthorize("isAuthenticated()")
    public List<Article> articles(@Argument int page,
                                  @Argument int size) {
        return articleRepository.findAll(PageRequest.of(page, size))
            .getContent();
    }

    // Chỉ quản trị viên mới có thể xóa
    @MutationMapping
    @PreAuthorize("hasRole('ADMIN')")
    public boolean deleteArticle(@Argument Long id) {
        articleRepository.deleteById(id);
        return true;
    }

    // Kiểm tra chi tiết: chỉ tác giả mới có thể sửa đổi
    @MutationMapping
    @PreAuthorize("@articleSecurity.isAuthor(#id, authentication)")
    public Article updateArticle(@Argument Long id,
                                 @Argument UpdateArticleInput input) {
        return articleRepository.findById(id)
            .map(article -> {
                article.setTitle(input.title());
                article.setContent(input.content());
                return articleRepository.save(article);
            })
            .orElseThrow();
    }
}

# application.yml
spring:
  graphql:
    schema:
      introspection:
        # Tắt introspection trong môi trường production
        enabled: false

@Component
public class QueryComplexityInstrumentation extends SimplePerformantInstrumentation {

    private static final int MAX_COMPLEXITY = 100;

    @Override
    public InstrumentationState createState(InstrumentationCreateStateParameters parameters) {
        return new ComplexityState();
    }

    @Override
    public InstrumentationContext<ExecutionResult> beginExecution(
            InstrumentationExecutionParameters parameters,
            InstrumentationState state) {

        int complexity = calculateComplexity(parameters.getDocument());

        if (complexity > MAX_COMPLEXITY) {
            throw new GraphQLException(
                "Truy vấn quá phức tạp: " + complexity + " (max: " + MAX_COMPLEXITY + ")"
            );
        }

        return super.beginExecution(parameters, state);
    }
}