Neo4j图形数据库和Cypher查询语言的学习与应用

一，下载与安装

Neo4j是基于Java的图形数据库，运行Neo4j需要启动JVM进程，因此必须安装JAVA SE的JDK。

linux环境Neo4j下载地址：https://neo4j.com/download/other-releases/#releases (社区版免费)

二，解压与配置

解压

配置neo4j的配置文件neo4j.conf文件

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修改第22行load csv时l路径，在前面加个#，可从任意路径读取文件

dbms.directories.import=import

修改35行和36行，设置JVM初始堆内存和JVM最大堆内存

生产环境给的JVM最大堆内存越大越好，但是要小于机器的物理内存

dbms.memory.heap.initial_size=5g
dbms.memory.heap.max_size=10g

修改46行，可以认为这个是缓存，如果机器配置高，这个越大越好

dbms.memory.pagecache.size=10g

修改54行，去掉改行的#，可以远程通过ip访问neo4j数据库

dbms.connectors.default_listen_address=0.0.0.0

默认 bolt端口是7687，http端口是7474，https关口是7473，不修改下面3项也可以

修改71行，去掉#，设置http端口为7687，端口可以自定义，只要不和其他端口冲突就行

dbms.connector.bolt.listen_address=:7687

修改75行，去掉#，设置http端口为7474，端口可以自定义，只要不和其他端口冲突就行

dbms.connector.http.listen_address=0.0.0.0:7474

修改79行，去掉#，设置http端口为7473，端口可以自定义，只要不和其他端口冲突就行

dbms.connector.https.listen_address=0.0.0.0:7473

修改227行，去掉#，允许从远程url来load csv

dbms.security.allow_csv_import_from_file_urls=true

修改246行，允许使用neo4j-shell，类似于mysql 命令行之类的

dbms.shell.enabled=true

修改235行，去掉#，设置连接neo4j-shell的端口，一般都是localhost或者127.0.0.1，这样安全，其他地址的话，一般使用https就行

dbms.shell.host=127.0.0.1

修改250行，去掉#，设置neo4j-shell端口，端口可以自定义，只要不和其他端口冲突就行

dbms.shell.port=1337

修改254行，设置neo4j可读可写

dbms.read_only=false

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配置完成后执行命令

./bin/neo4j start
./bin/neo4j stop
./bin/neo4j status

进入http://tiger2.cn:7474/browser/ 即可访问

初始化用户名和密码均为neo4j

三，Cypher查询语言

1，neo4j查询语言Cypher介绍

Cypher是一种是一种声明式图查询语言，类似于关系型数据库的sql语言。

常用的语句：

MATCH:匹配图模式,从图中获取数据的常见方式
WHERE:不是独立的语句,而是MATCH,OPTION MATCH 和 WITH 的一部分,用于给模式添加约束或者过滤传递给WITH的中间结果
CREATE和DELETE:创建和删除节点关系
SET和REMOVE:使用SET设置属性值和给节点添加标签,使用REMOVE移除他们
MERGE:匹配已经存在的或者创建新节点和模式,对于有唯一性约束的时候非常有用
RETURN: 定义返回的结果。

二：neo4j查询语言Cypher的三要素

Cypher三要素包括节点语法，关系语法，还有语法模式。

1-Cypher采用一对圆括号来表示节点。如节点

的表示：

节点语法

其中，标识符、标签、属性都可以省略。

标识符：就是起的变量名，用来保存节点，后面也可以使用他来引用。

标签：代表节点的类型，节点可以有多个标签，也可以没有。

属性：花括号{}代表节点的属性，属性类似Python的字典。

2-Cypher采用一对短横线（即--）表示一个无方向关系，有向关系在其中一段加上一个箭头（即->或<-）；方括号[…]中可以添加详情。如：

关系

标识符：就是起的变量名，用来保存关系，后面也可以使用他来引用。

标签：代表关系的类型，节点可以有多个标签，也可以没有。

属性：花括号{}代表关系的属性，属性类似Python的字典。

3-Cypher的语法模式

语法模式=节点+关系+节点

2，节点操作

2.1，创建节点

create (:Test{id:'123456',name:'小明',address:'北京市海淀区'})
create (:TestParent{id:'789012',name:'小明父亲',address:'北京市海淀区'})

2.2，创建关系

关系的构成：StartNode - [Variable:RelationshipType{Key1:Value1,Key2:Value2}] -> EndNode，在创建关系时，必须指定关系类型。

创建没有任何属性的关系

match (test:Test),(parent:TestParent) where test.id='123456' and parent.id='789012' create (parent)-[r:DIRECTED]->(test)

[r:DIRECTED]说明：r为别名，DIRECTED为自定义关系名称，其实也是一个对象，也可以指定属性，这里没有属性。

创建关系，并设置关系的属性

match (test:Test),(parent:TestParent) where test.id='123456' and parent.id='789012' create (parent)-[r:ACTED_IN{haha:['测试']}]->(test)

2.3，删除指定关系

match (test:Test)-[r:DIRECTED]-(parent:TestParent)
delete r

2.4，删除所有孤立节点

MATCH (n) WHERE NOT (n)--() DELETE n

3，查询节点和关系

通过match子句查询数据库，match子句用于指定搜索的模式（Pattern），where子句为match模式增加谓词（Predicate），用于对Pattern进行约束

在Cypher中，关系分为三种：符号“--”，表示有关系，忽略关系的类型和方向；符号“-->”和“<--”，表示有方向的关系；

3.1，查询整个图形数据库

match(n) return n;

3.2，查询name为小明的节点

match (n) where n.name='小明' return n

3.3，查询跟指定节点有关系的节点

示例脚本返回跟父亲标签有关系的所有节点

match (n)--(test:TestParent) return n;

此处转载于文章：https://www.cnblogs.com/godlover/p/14620387.html

3.4，match基础查询

match(s:school) return s limit 25

3.5，带有关系的查询

match(match(a:academy) -[:Belong_to]->(s:school) return a,s limit 15)

3.6，带有条件的关系查询

match(d:discipline)-[:Belong_to]->(a:academy) where a.academy_id="19" return d,a limit 30

3.7，多维度关联查询

match(p:project) -[:Be_from]->(d:discipline)-[:Belong_to]->(a:academy) where a.academy_name = "机电工程学院" return p,d,a limit 10

3.8，没有限制实体的关系查询

match n=()-[:Belong_to]-() return n limit 50

3.9，正则查询/模糊匹配查询

match (s:school) where s.school_name=~"苏.*" return s limit 10

3.10，包含查询

match (p:project) where p.project_name contains "网络" return p limit 10

3.11，查询节点之间存在关系的路径

查找所有存在关系的路径

match r=(a:Start{name:"谢霆锋"})-[*..5]->(b:Star{name:"周星驰"}) return r;

查找关系最近的一条路径

match r=shortestpath((a:Start{name:"谢霆锋"})-[*..5]->(b:Star{name:"周星驰"})) return r;

4，更新图形操作

set子句，用于更新节点的标签和实体的属性；remove子句用于移除实体的属性和节点的标签；

4.1，为节点增加属性

通过节点的ID获取节点，Neo4j推荐通过where子句和ID函数来实现。

match (n) where id(n)=40 set n.testKey='testValue' return n;

4.2，为节点增加标签

match (n) where id(n)=40 set n:company return n;

4.3，为关系增加属性

match (n)<-[r]-(m)
where id(n)=7 and id(m)=8
set r.team='Azure'
return n;

四，模式

此处转载于文章：https://www.cnblogs.com/ljhdo/p/5516793.html

模式，用于描述如何搜索数据，模式的格式是：使用()标识节点，使用[]标识关系，为了更有效地使用Cypher查询，必须深入理解模式。

1，节点模式

节点具有标签和属性，Cypher为了引用节点，需要给节点命名：

• (n) ：该模式用于描述节点，节点的变量名是n；匿名节点是()；
• (n:lable)：该模式用于描述节点，节点具有特定的标签lable；也可以指定多个标签；
• (n{name:"Vic"})：该模式用于描述节点，节点具有name属性，并且name属性值是“Vic”；也可以指定多个属性；
• (n:lablle{name:"Vic"})：该模式用于描述节点，节点具有特定的标签和name属性，并且name属性值是“Vic”；

2，关系模式

在属性图中，节点之间存在关系，关系通过[]表示，节点之间的关系通过箭头()-[]->()表示，例如：

• [r]：该模式用于描述关系，关系的变量名是r；匿名关系是[]
• [r:type]：该模式用于描述关系，关系类型是type；每一个关系必须有且仅有一个类型；
• [r:type{name:"Friend"}]：该模式用于描述关系，关系的类型是type，关系具有属性name，并且name属性值是“Friend”；

3，关联节点模式

节点之间通过关系联系在一下，由于关系具有方向性，因此，-->表示存在有向的关系，--表示存在关联，不指定关系的方向，例如：

• (a)-[r]->(b) ：该模式用于描述节点a和b之间存在有向的关系r，
• (a)-->(b)：该模式用于描述a和b之间存在有向关系；

4，变长路径的模式

从一个节点，通过直接关系，连接到另外一个节点，这个过程叫遍历，经过的节点和关系的组合叫做路径（Path），路径是由节点和关系的有序组合。

• (a)-->(b)：是步长为1的路径，节点a和b之间有关系直接关联；
• (a)-->()-->(b)：是步长为2的路径，从节点a，经过两个关系和一个节点，到达节点b；

Cypher语言支持变长路径的模式，变长路径的表示方式是：[*N..M]，N和M表示路径长度的最小值和最大值。

• (a)-[*2]->(b)：表示路径长度为2，起始节点是a，终止节点是b；
• (a)-[*3..5]->(b)：表示路径长度的最小值是3，最大值是5，起始节点是a，终止节点是b；
• (a)-[*..5]->(b)：表示路径长度的最大值是5，起始节点是a，终止节点是b；
• (a)-[*3..]->(b)：表示路径长度的最小值是3，起始节点是a，终止节点是b；
• (a)-[*]->(b)：表示不限制路径长度，起始节点是a，终止节点是b；

5，路径变量

路径可以指定（assign）给一个变量，该变量是路径变量，用于引用查询路径。

p = (a)-[*3..5]->(b)

6，示例

以下示例图有6个节点，每个节点都有一个属性name，节点之间存在关系，关系类型是KNOWS，如图：

查询模式是：查找跟Filipa有关系的人，路径长度为1或2，查询的结果是："Dilshad"和"Anders"

MATCH (me)-[:KNOWS*1..2]-(remote_friend)
WHERE me.name = 'Filipa'
RETURN remote_friend.name

五，springboot整合neo4j

说明：springboot采用1.5.9.RELEASE版本，原因是2.X与1.X分别和neo4j整合差别较大！！

1，添加依赖

		<dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-neo4j</artifactId>
        </dependency>

2，application.properties配置neo4j

spring.data.neo4j.uri=http://***.***.***.***:7474
spring.data.neo4j.username=neo4j
spring.data.neo4j.password=*****

3，neo4j的配置类

也可加在启动类上，道理一样

import org.springframework.context.annotation.Configuration;
import org.springframework.data.neo4j.repository.config.EnableNeo4jRepositories;
import org.springframework.transaction.annotation.EnableTransactionManagement;

@Configuration
@EnableNeo4jRepositories(basePackages = "io.fredia.femicro.graph.repository")
@EnableTransactionManagement // 激活SDN隐式事务
public class Neo4jConfig {
}

@Configuration：springboot声明配置类，一般为单例模式
@EnableNeo4jRepositories：Neo4j扫描Repositories所在包，理解为mybatis扫描mapper包
@EnableTransactionManagement：Neo4j完整的支持ACID，所以此处开启事务功能。

4，创建节点类

@NodeEntity(label = "Test")
public class Test {
    @GraphId
    private Long nodeId;

    @Property(name = "id")
    private String id;
    @Property(name = "name")
    private String name;

    //省略set、get
}

@NodeEntity：声明该类为Neo4j的节点类
@GraphId：Neo4j的主键id，必须为长整型
@Property：Neo4j的节点属性值，支持8种基本类型外加String（可以省略不写）

5，创建repository类

前提：创建repository包并在配置类的注解对该包进行扫描！

@Component
public interface TestRepository extends GraphRepository<Test> {

    @Query(value = "match (n:Test) return n")//查询所有标签为Test的节点
    List<Test> getNeo4jData();
}

6，service + controller接口测试

	@Autowired
    private TestRepository testRepository;

    public List<Test> getNeo4jData(){
        return testRepository.getNeo4jData();
    }

    @GetMapping("/getNeo4jData")
    public List<Test> getNeo4jData(){
        List<Test> neo4jData = manager.getNeo4jData();
        return neo4jData;
    }

请求http://localhost:8080/getNeo4jData，响应结果

[
  {
    "nodeId": 0,
    "id": "123456",
    "name": "小明"
  },
  {
    "nodeId": 40,
    "id": "562345",
    "name": "小亮"
  },
  {
    "nodeId": 60,
    "id": "66666",
    "name": "袁梦阳"
  }
]