图数据库Neo4j进阶（转载）

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Neo4j

图和Neo4j

图论起源于柯尼斯堡七桥问题。

• 图必须是完整的图
• 图中必须有0个或者2个奇数点

图和节点

图是由一组节点和连接这些节点的关系组成，图形存储在节点和关系所在的属性上，属性是键值对表示的数据。

节点关系表

简单关系

两个节点之间创建关系为跟随，意味着节点1跟随节点2

复杂关系

三个节点有的是双向关系，有的单向关系

知识图谱和图库

知识图谱

一种基于图的数据结构，由节点和边组成，其中节点即实体，边就是关系用于连接两个节点，知识图谱就是把不同种类的信息连接在一起得到的关系网络，只是图谱提供了从关系角度触发分析问题的能力。

图数据库

图数据库是指以图数据结构的形式来存储数据

图数据库的优势

• 性能上，对长程关系的查询速度快
• 善于发现隐藏关系

Neo4j基础

Neo4j是开源无Shcema的基于java开发的图形数据库。数据存储在面向对象的灵活的网络结构下，而不是严格静态的表，但又可以享受到完全的事务特性。

Neo4j的主要模块

• 节点：图表中的基本单位，包含键值对属性
• 属性：键值对，代表数据
• 关系：用来连接两个节点
• 标签：标签使节点和关系相关联，节点或关系可以包含多个标签

Neo4j主要运用场景

• 社交媒体和社交网络
• 推荐引擎和产品推荐系统
• 身份和访问管理
• 金融反欺诈多为关联分析场景

Neo4j CQL

CQL是Neo4j的查询语言。

• create

  create(
   <node-name>:<lable-name>
      [{
       <property1-name>:<property1-value>
       ...
       }]
  )
  

• match和return

  match
  (
    <node-name>:<lable-name>
  )
  return <node-name>.<property1-name>,
  ...
  

• 使用现有节点创建没有属性的关系

  match(<node1-name>:<node1-lable-name>,(<node-name>:<node20label-name>))
  create
  (<node1-name>)-[<relationship-name>:<relationship-label0name>]-(<node2-name>)
  return 相应内容
  

• 使用现有的节点创建有属性的关系

  match(person1:Person{name:"范闲"}),(person2:Person{name:"林婉 儿"}) create(person1)-[r:Couple]->(person2)
  
  //查询
  match (p1:Person{name:"范闲"})-[r:Couple]-(p2:Person) return p1,p2
  match p = (person1:Person{name:"范闲"})-[r:Couple]->(:Person) return p
  

• 使用新节点创建没有属性的关系

  match(person1:Person{name:"范闲"}),(person2:Person{name:"林婉 儿"}) create(person1)-[r:Couple{mary_date:"12/12/2014",price:55000}]->(person2) return r;
  

• 使用新节点创建有属性的关系

  CREATE (<node1-label-name>:<node1-name>{<define-properties-list>}) 
  -[<relationship-label-name>:<relationship-name>{<define-properties-list>}] 
  ->(<node1-label-name>:<node1-name>{<define-properties-list>})
  

• 创建多个标签

  CREATE (<node-name>:<label-name1>:<label-name2>.....:<label-namen>)
  //例如：
  create(p:Person:Beauty:Picture {cid:20,name:"叶轻眉"})
  

• where子条件

  WHERE <condition>
  //例如：
  match(p:Person) where p.money >=1000  return p
  

• DELETE

  //删除关系
  match p = (:Person {name:"林婉儿"})-[r:Couple]-(:Person) delete r
  //删除节点
  match(p:Person) where ID(p)=1 delete p
  

• 移除属性

  match (p:Person) where p.cid = 1 remove p.character
  

• SET字句

  //除了可以更新属性外，还可以设置新的属性
  match (p:Person) where p.name = "范闲" set p.character=1 ,p.address="庆国"
  

• order by

  match(p:Person) return ID(p),p.name,p.money order by p.money desc
  

• skip&limit

  //偏移量为1，查询数量为5个
  match(p:Person) return ID(p),p.name,p.money order by p.money desc skip 1 limit 5
  

• distinct

  match (p:Person) return distinct(p.character)
  

CQL函数

• 字符串函数

  //4.0开始不支持lower()函数要写成toLower()
  match(p:Person) return p.character,toLower(p.character),p.name,substring(p.name,2),replace(p.name,"子","zi")
  

• 聚合函数

  //count,max,min,sum,avg
  match (p:Person) return max(p.money),sum(p.money)
  

• 关系函数

  //关系是有方向的，如果指定方向查询结果不同
  match p = (:Person{name:"林婉儿"})-[r:Couple]-(:Person) return startnode(r)
  //最短路径 
  match p=shortestpath((node1)-[*]-(node2)) return p
  //例如查找深度1-3的最短路径
  match p=shortestpath((:Person{name:"王启年"})-[*1..3]-(:Person{name:"九品射手燕小乙"})) return p
  

多深度关系节点

• 使用with关键字

  match (na:Person)-[re]->(nb:Person) where na.name="范闲" WITH na,re,nb match (nb:Person)- [re2]->(nc:Person) return na,re,nb,re2,nc
  

• 直接拼接关系节点

  match (na:Person{name:"范闲"})-[re]->(nb:Person)-[re2]->(nc:Person) return na,re,nb,re2,nc
  

• 使用深度运算符

  match data=(na:Person{name:"范闲"})-[*1..2]-(nb:Person) return data
  

事务

Neo4j支持事务，也支持ACID的特性，

• 对Neo4j数据库的修改操作必须封装在事务里
• 默认是隔离级别是读提交
• 死锁保护内置到核心事务管理（会在死锁发生之前检测到死锁并抛出异常，异常抛出之前事务会被标记为回滚，事务结束时，事务会释放锁，此时事务引起的死锁也就解除了，其他事务正常执行，当用户需要时，抛出异常的事务还可以尝试重试执行）
• Neo4j的API操作都是线程安全的，没必要做额外的线程同步操作

索引

Neo4j支持在节点或者关系上创建索引以提高查询性能

单键索引

create index on :Label(property)
//例如 在Person节点的name属性上创建索引
create index on :Person(name)

创建复合索引

create index on :Label(property1,property2)
//例如 在Person节点的name，gender属性上创建索引
create index on :Person(name,gender)

全文索引

call db.index.fulltext.createNodeIndex("索引名",[Label,Label],[属性,属性]) call 
//例如
db.index.fulltext.createNodeIndex("nameAndDescription",["Person"],["name", "description"])
//全文索引使用
call db.index.fulltext.queryNodes("nameAndDescription", "范闲") YIELD node, score RETURN node.name, node.description, score

查看删除索引

//查看索引
call db.indexes()
//查看索引
:schema
//删除索引
DROP INDEX ON :Person(name)
DROP INDEX ON :Person(age, gender)
//删除全文索引
call db.index.fulltext.drop("nameAndDescription")

约束

唯一约束

作用

• 避免重复记录
• 强制执行数据完整性规则

创建唯一约束

CREATE CONSTRAINT ON (变量:<label_name>) ASSERT 变量.<property_name> IS UNIQUE
//例如 给person节点的name属性添加唯一约束
CREATE CONSTRAINT ON (person:Person) ASSERT person.name IS UNIQUE

删除唯一性约束

DROP CONSTRAINT ON (cc:Person) ASSERT cc.name IS UNIQUE

属性存在约束（企业版可用）

CREATE CONSTRAINT ON (p:Person) ASSERT exists(p.name)

查看约束

call db.constraints 
:schema

Neo4j Admin管理员操作

数据库备份恢复

• 冷备份

  #关闭Neo4j
  ./bin/neo4j stop
  #数据备份到文件
  ./bin/neo4j-admin dump --database=graph.db --to=/root/qyn.dump
  #还原、迁移之前 ，关闭neo4j服务。操作同上
  ./bin/neo4j-admin load --from=/root/qyn.dump --database=graph.db --force
  

• 热备份（社区版可用）

Neo4j调优思路

• 增加服务器内存，调整neo4j配置文件

  # java heap 初始值 
  dbms.memory.heap.initial_size=1g
  # java heap 最大值，一般不要超过可用物理内存的80％ 
  dbms.memory.heap.max_size=16g 
  # pagecache大小，官方建议设为：(总内存-dbms.memory.heap.max_size)/2， 
  dbms.memory.pagecache.size=2g
  

• 数据预热

  MATCH (n) OPTIONAL MATCH (n)-[r]->() RETURN count(n.name) + count(r);
  

查看执行计划进行索引优化

• EXPLAIN：是解释机制，加入该关键字的Cypher语句可以预览执行的过程但并不实际执行，所以也不会产生任何结果。

• PROFILE：则是画像机制，查询中使用该关键字，不仅能够看到执行计划的详细内容，也可以看到查询的执行结果。