GraphQL библиотека C++: cppgraphqlgen

GraphQL на C++: cppgraphqlgen — мощный инструмент для современных API

GraphQL — это язык запросов для API, который позволяет клиентам получать только необходимые данные. Хотя чаще всего GraphQL ассоциируется с JavaScript (Apollo, Relay) или Python (Graphene, Strawberry), для высоконагруженных систем на C++ также существует отличное решение — библиотека cppgraphqlgen. Она предоставляет полный набор инструментов для создания серверной части GraphQL на чистом C++ с поддержкой современных стандартов C++17/20.

Что такое cppgraphqlgen?

cppgraphqlgen — это header-only библиотека (с опциональной компиляцией в .so/.dll), которая реализует спецификацию GraphQL (June 2018). Она генерирует типобезопасный код на основе схемы (SDL — Schema Definition Language) и позволяет создавать эффективные, многопоточные серверы GraphQL.

Ключевые особенности:

Генерация кода из схемы — вы описываете типы, запросы и мутации в .graphql файле, а утилита graphqlgen создаёт C++ классы.
Типобезопасность — все типы проверяются на этапе компиляции. Никаких runtime-ошибок с типами.
Производительность — минимальные накладные расходы, поддержка асинхронных резолверов (через std::future).
Поддержка подписок (Subscriptions) — через WebSocket или gRPC.
Интеграция с любым HTTP-сервером — можно использовать с crow, drogon, beast (Boost.Asio) или даже собственной реализацией.

Архитектура библиотеки

cppgraphqlgen состоит из двух частей:

Генератор кода (graphqlgen) — читает схему и создаёт заголовочные файлы с классами для каждого типа, интерфейсами для резолверов и вспомогательными функциями.
Runtime-библиотека — парсер запросов, валидатор, исполнитель и сериализатор ответов.

Установка

Библиотека распространяется через vcpkg или собирается из исходников:

git clone https://github.com/microsoft/cppgraphqlgen.git
cd cppgraphqlgen
mkdir build && cd build
cmake .. -DCMAKE_BUILD_TYPE=Release
cmake --build . --target install

Для использования генератора потребуется node.js (он написан на TypeScript), но runtime — чистый C++.

Пример: создание простого GraphQL-сервера

Сначала создадим схему schema.graphql:

type Query {
    hello: String
    user(id: Int!): User
}

type User {
    id: Int
    name: String
    email: String
}

Затем запускаем генератор:

graphqlgen --schema schema.graphql --output ./generated

После этого в папке generated появятся файлы: SchemaTypes.h, SchemaResolver.h и другие. Теперь напишем резолверы:

#include "generated/SchemaTypes.h"
#include "generated/SchemaResolver.h"

class QueryResolver : public graphql::schema::Query::Resolver {
public:
    std::shared_ptr<graphql::schema::String> getHello() override {
        return std::make_shared<graphql::schema::String>("Hello, GraphQL from C++!");
    }

    std::shared_ptr<graphql::schema::User> getUser(int id) override {
        auto user = std::make_shared<graphql::schema::User>();
        user->id = std::make_shared<graphql::schema::Int>(id);
        user->name = std::make_shared<graphql::schema::String>("John Doe");
        user->email = std::make_shared<graphql::schema::String>("john@example.com");
        return user;
    }
};

Теперь собираем сервер с использованием crow:

#include <crow.h>
#include "generated/Schema.h"

int main() {
    crow::SimpleApp app;

    auto queryResolver = std::make_shared<QueryResolver>();
    auto schema = graphql::schema::makeSchema(queryResolver);

    CROW_ROUTE(app, "/graphql")
    .methods("POST"_method)
    ([](const crow::request& req) {
        auto query = req.body;
        auto result = schema->execute(query);
        return crow::response(result);
    });

    app.port(8080).multithreaded().run();
}