图谱的基本单位主要是节点和关系,他们都可以包含属性,一个节点就是一行数据,一个关系也是一行数据,里面的属性就是数据库里面的row里面的字段。

除了属性之外,关系和节点还可以有零到多个标签,标签也可以认为是一个特殊分组方式。

  • Relationships(关系)
  • 关系的功能是组织和连接节点,一个关系连接2个节点,一个开始节点和一个结束节点。当所有的点被连接起来,就形成了一张图谱,通过关系可以组织节点形成任意的结构,比如list,tree,map,tuple,或者更复杂的结构。关系拥有方向进和出,代表一种指向。

    (3) Properties(属性)

    属性非常类似数据库里面的字段,只有节点和关系可以拥有0到多个属性,属性类型基本和java的数据类型一致,分为 数值,字符串,布尔,以及其他的一些类型,字段名必须是字符串。

  • Labels(标签)
  • 标签通过形容一种角色或者给节点加上一种类型,一个节点可以有多个类型,通过类型区分一类节点,这样在查询时候可以更加方便和高效,除此之外标签在给属性建立索引或者约束时候也会用到。label名称必须是非空的unicode字符串,另外lables最大标记容量是int的最大值,近似21亿。

  • Traversal(遍历)
  • 查询时候通常是遍历图谱然后找到路径,在遍历时通常会有一个开始节点,然后根据cpyher提供的查询语句,遍历相关路径上的节点和关系,从而得到最终的结果。

  • Paths(路径)
  • 路径是一个或多个节点通过关系连接起来的产物,例如得到图谱查询或者遍历的结果。

  • Schema(模式,类似存储数据的结构)
  • neo4j是一个无模式或者less模式的图谱数据库,像mongodb,solr,lucene或者es一样,你可以使用它不需要定义任何schema,

  • Indexes(索引)
  • 遍历图通过需要大量的随机读写,如果没有索引,则可能意味着每次都是全图扫描,这样效率非常低下,为了获得更好的性能,我们可以在字段属性上构建索引,这样任何查询操作都会使用索引,从而大幅度提升seek性能,

    构建索引是一个异步请求,并不会立刻生效,会再后台创建直至成功后,才能最终生效。如果创建失败,可以重建索引,先删除索引,在创建即可,然后从log里面找出创建失败的原因然后分析。

  • Constraints(约束)
    约束可以定义在某个字段上,限制字段值唯一,创建约束会自动创建索引。
  • cypher是neo4j官网提供的声明式查询语言,非常强大,用它可以完成任意的图谱里面的查询过滤。我现在准备探索一下neo4j的cypher查询的一些基本概念和语法。

  • (:Label) 代表查询一个类型的数据
  • (person:Label) 代表查询一个类型的数据,并给他起了一个别名
  • (person:Label {name: "小王"}) 查询某个类型下,节点属性满足某个值的数据
  • (person:Label {name:"小王", age:23}) 节点的属性可以同时存在多个,是一个AND的关系
  • 关系用一对一组成,关系分有方向的进和出,如果是无方向就是金河出都查询。

  • --> 指向一个节点
  • -[role]-> 给该关系加个别名
  • -[:acted_in]-> 访问某一类关系
  • -[role:acted_in] -> 访问某一类关系,并加了别名
  • -[role:acted_in{roles:["neo","Hadoop"]}]-> 访问某一类关系下的某个属性的关系的数据
  • 模式语法是节点和关系查询语法的结合,通过模式语法我们可以进行我们想要的任意复杂的查询。

    (p1: Person:Actor {name:"tom"})-[role:acted_in {roles:["neo","actor"]}]-(m1:Movie {title:"water"})
    

    为了增加模块化和减少重复,cypher允许把模式的结果指定在一个变量或者别名中,方便后续使用或操作。

    path = (: Person) - [: ACTED_IN] -> (:Movie)
    

    path是结果集的抽象封装,有多个函数可以直接从path里面提取数据如:
    nodes(path): 提取所有的节点
    rels(path) : 提取所有的关系 和 relationships(path)相等
    length(path) :获取路径的长度

    cypher 语句也是由多个关键词组成,像SQL

    select name, count(*) from talbe where age=24 group by name having count(*) >2  order by count(*) desc
    

    多个关键词组成的语法,cypher也非常类似,每个关键词会执行一个特定的task来处理数据
    match :查询的主要关键词
    create : 类似SQL里面的insert
    filter, project,sort,page等都有相应的功能语句
    通过组合上面的一些语句,我们可以写出非常强大复杂的语法,来查询我们需要检索的内容,cypher 会自动解析语法并优化执行。

    一些实际的查询用法例子
  • match (p: Person) return p; 查询Person类型的所有数据

  • match (p: Person {name:"sun"}) return p; 查询名字等于sun的人

  • match( p1: Person {name:"sun"} )-[rel:friend]->(p2) return p2.name , p2.age 查询sun的朋友的名字和年龄

  • match (old) ... create (new) create (old)-[rel:dr]->(new) return new 对已经存在的节点和新建的节点建立关系

  • cypher过滤也是用的和SQL一样的关键词where
    match (p1 : Person) where p1.name = "sun" return p1;
    等同于下面的
    match (p1:Person{name:"sun"}) return p1
    注意where条件里面支持and,or ,xor,not等boolean运算符,在json串里面都是and,除此之外,where条件还支持正则查询。

    match (p1: Person)-[r:friend]->(p2: Person) 
    where p1.name=~"K.+" or p2.age=24 or "neo" in r.rels 
    return p1,r,p2
    

    关系过滤匹配使用not

    MATCH (p:Person)-[:ACTED_IN]->(m)WHERE NOT (p)-[:DIRECTED]->()RETURN p,m
    

    结果集返回

    MATCH (p:Person)RETURN p, p.name AS name, upper(p.name), coalesce(p.nickname,"n/a") AS nickname, { name: p.name,  label:head(labels(p))} AS person
    

    结果集返回做去重

    match (n) return distinct n.name;
    

    cypher支持count,sum,avg,min,max

    match (: Person) return count(*)

    聚合的时候null会被跳过 count 语法 支持 count( distinct role )

    MATCH (actor:Person)-[:ACTED_IN]->(movie:Movie)<-[:DIRECTED]-(director:Person)RETURN actor,director,count(*) AS collaborations
    

    排序和分页

    MATCH (a:Person)-[:ACTED_IN]->(m:Movie)RETURN a,count(*) AS appearancesORDER BY appearances DESC SKIP 3 LIMIT 10;
    

    收集聚合结果

    MATCH (m:Movie)<-[:ACTED_IN]-(a:Person)
    RETURN m.title AS movie, collect(a.name) AS cast, count(*) AS actors
    

    union 联合

    支持两个查询结构集一样的结果合并

    MATCH (actor:Person)-[r:ACTED_IN]->(movie:Movie)
    RETURN actor.name AS name, type(r) AS acted_in, movie.title AS title
    UNION (ALL)
    MATCH (director:Person)-[r:DIRECTED]->(movie:Movie)
    RETURN director.name AS name, type(r) AS acted_in, movie.title AS title
    

    10, with
    with语句给cypher提供了强大的pipeline能力,可以一个或者query的输出,或者下一个query的输入 和return语句非常类似,唯一不同的是,with的每一个结果,必须使用别名标识。

    通过这个功能,我们可以轻而易举的做到在查询结果里面在继续嵌套查询。

    MATCH (person:Person)-[:ACTED_IN]->(m:Movie)
    WITH person, count(*) AS appearances, collect(m.title) AS movies
    WHERE appearances > 1RETURN person.name, appearances, movies
    

    注意在SQL里面,我们想过滤聚合结果,需要使用having语句但是在cypher里面我们可以配合with语句使用 where关键词来完成过滤

    11,添加约束或者索引
    唯一约束(使用merge来实现) CREATE CONSTRAINT ON (movie:Movie) ASSERT movie.title IS UNIQUE

    添加索引(在图谱遍历时,快速找到开始节点),大幅提高查询遍历性能 CREATE INDEX ON :Actor(name)

    添加测试数据:

    CREATE (actor:Actor { name:"Tom Hanks" }),(movie:Movie { title:'Sleepless IN Seattle' }),
      (actor)-[:ACTED_IN]->(movie);
    

    使用索引查询:

    MATCH (actor:Actor { name: "Tom Hanks" })RETURN actor;