10分钟上手图数据库Neo4j

Posted 2021-11-30 jpfss

随着互联网不断的发展，传统的关系型数据库如oracle，mysql已经难以支撑现下大数据量，高并发的场景了。于是，NoSQL横空出世，有像cassandra这样的column-based，像MongoDB这样document-based。今天在这里猎奇的是一个graph-based的数据库，Neo4j。

什么是图数据库

图数据库名字的由来其实与其在底层的存储方式有关，Neo4j底层会以图的方式把用户定义的节点以及关系存储起来，通过这种方式，可是高效的实现从某个节点开始，通过节点与节点间关系，找出两个节点间的联系。

从这段描述中可以猜得到，在Neo4j中最重要的两个元素就是节点和关系。说到节点和关系，就必须引出一个非常重要的概念，属性图模型(Property Graph Model)。如下所示:

• 一个图中会记录节点和关系
• 关系可以用来关联两个节点
• 节点和关系都可以拥有自己的属性
• 可以赋予节点多个标签(类别)

接下来用一个实际的例子来解释下这个模型，最近在虎扑上被吹捧的特别厉害的恩比德大帝曾经爆出过他自己PS的一张图，隔空示爱蕾哈娜，参考下图

我们尝试用Property Graph Model来表示这样的一个关系。

上图中定义了两个节点，恩比德和蕾哈娜，类别分别是球员和歌手，分别拥有身高，国籍以及生日，血型属性。两个节点之间通过一个“喜欢”关系关联，“喜欢”关系拥有自己的一个属性“自从”，属性值为2014年。

Neo4j数据库的优势

• 在创建节点的时候就已经把关系给建立起来，避免了在复杂查询场景下的处理
• 由于底层直接以图的形式存储节点和关系，在查询的时候可以使时间复杂度保持在常数级别。
• 基于JVM实现
• 提供一套易于理解的查询语言Cypher以及内置的可视化UI
• 很好的支持ACID，有事务机制

Neo4j安装及实践

为了方便大家搭建环境，本文还是会用Docker来运行一个包含Neo4j的容器，Docker下载安装参考这里。在下文中会根据之前引用的恩比德大帝的例子来介绍Cypher语句。

从Docker Hub上pull一个Neo4j的镜像

docker pull neo4j

启动一个Neo4j的容器, 需要在你的Home目录下建立一个/neo4j/data文件夹

docker run --publish=7474:7474 --publish=7687:7687 --volume=$HOME/neo4j/data:/data neo4j 

在浏览器中访问loalhost:7474可以看到如下的UI界面，输入默认用户名和密码neo4j即可连接到neo4j数据库。

创建一个球员节点恩比德

CREATE (embiid: PLAYER {name: ‘Embiid‘, height: ‘2.13m‘, nationality: ‘Cameroon‘}) 

可以通过点击Neo4j左边的侧边栏中的PLAYER标签看到刚才新建的节点。

创建歌手蕾哈娜节点以及“喜欢”关系

MATCH (embiid:PLAYER{name:‘Embiid‘})
MERGE (embiid)-[:LIKES{since:‘2014‘}]->(Rihanna: SINGER{name:‘Rihanna‘, dob:‘1988/2/20‘,bloodType:‘O‘})

创建完以后UI如下图所示，图中可以看出新建的蕾哈娜节点和之前的恩比德节点通过LIKES关系关联了起来

查询返回所有喜欢蕾哈娜的PLAYER节点

MATCH(p:PLAYER)-[:LIKES]->(:SINGER{name:‘Rihanna‘})
RETURN p;

Neo4j常用使用场景

• 社交网络
• 基于图的搜索
• 推荐引擎
• 企业基础设施及网络架构
• 等等等

结语：

本文简单扼要的介绍了Neo4j这个比较小众的数据库的概念和使用方法，相信在这个数据为王的时代，图数据库可以从其它各类数据库中脱颖而出，获得一席之地。