圖數(shù)據(jù)庫(kù)Neo4J的使用

1、文檔名稱文檔密級(jí)圖數(shù)據(jù)庫(kù)Neo4J的使用吳斌 2013.7.5 wubin 1，圖數(shù)據(jù)庫(kù)Neo4J的介紹：/learn/neo4jNeo4J是個(gè)開(kāi)源的圖數(shù)據(jù)，很好用，輕便靈活，嵌入式，功能強(qiáng)大，而且相關(guān)資料比較齊全。按照Neo4J官方網(wǎng)站公布，該數(shù)據(jù)庫(kù)可以支持?jǐn)?shù)十億的節(jié)點(diǎn)數(shù)：massively scalable, up to several billion nodes/relationships/properties而且支持分布式部署，Master,Slave。對(duì)Neo4J的性能和可用性的介紹：/player/6q

2、Umb/native/autoplay/Neo4J的CEO有個(gè)視頻簡(jiǎn)單介紹Neo4J：2，安裝：Neo4J的安裝使用非常簡(jiǎn)單。下載一個(gè)穩(wěn)定版本，解壓，運(yùn)行Neo4j.bat（windows版本） 即可。下載地址/download ， 目前比較好用的穩(wěn)定版本是1.9.1。然后可以訪問(wèn)WEB管理界面，地址：http:/localhost:7474/webadmin3，Neo4J的使用方式包括：1）可以寫(xiě)程序，添加，更新，用JAVA，Python，PHP, .NET等語(yǔ)言都可以實(shí)現(xiàn)。2）可以用命令行，添加，更新，查看，Neo4J提供基于WEB的執(zhí)行界面，提供類(lèi)S

3、QL語(yǔ)言執(zhí)行，這些語(yǔ)言包括Cypher，Gremlin等。 如下圖：3）可以基于Neo4J提供的WEB UI界面添加，更新節(jié)點(diǎn)和關(guān)系，如下：4) 可以使用附加工具（ETL）導(dǎo)入數(shù)據(jù)。也可以從關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中導(dǎo)入數(shù)據(jù)。/develop/import4，使用JAVA訪問(wèn)Neo4J：學(xué)習(xí)材料：/develop/java/chunked/stable/tutorials-java-embedded.htmlNeo4J中節(jié)點(diǎn)，邊，都可以任意添加屬性，邊（關(guān)系）的可以自定義，是個(gè)枚舉值，舉例：f

4、irstNode = graphDb.createNode();firstNode.setProperty( "message", "Hello, Node A , " );secondNode = graphDb.createNode();secondNode.setProperty( "message", " The Graph DB World! Node B " );relationship = firstNode.createRelationshipTo( secondNode, RelTypes.KNO

5、WS );relationship.setProperty( "Reason", "Use Neo4j for testing Edge , " );還有一點(diǎn)很重要，Neo4J可以支持自定義節(jié)點(diǎn)類(lèi)，就是說(shuō)你可以按照你的需要設(shè)計(jì)Class做節(jié)點(diǎn)，也就是說(shuō)你可以給每個(gè)節(jié)點(diǎn)增加任意方法，實(shí)現(xiàn)任意功能，這個(gè)功能的擴(kuò)展性非常強(qiáng)。而且Neo4J提供嵌入式程序的能力，你可以把它當(dāng)做一個(gè)Lib來(lái)使用，可以在保留其他應(yīng)用開(kāi)放方式的情況下，提供圖數(shù)據(jù)庫(kù)的強(qiáng)大能力。其例子socnet可以在Neo4J的網(wǎng)站上查找。5，Cypher介紹：Cypher是Neo4J自己提供的一種高效

6、類(lèi)SQL語(yǔ)言，用于圖數(shù)據(jù)和關(guān)系查詢。關(guān)系查詢采用一種模式匹配的方式，比較直觀。很好的學(xué)習(xí)材料：/learn/cypher這個(gè)Video講的很清楚：創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)：（每個(gè)Node，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)建立一個(gè)唯一的id，不可修改。下面的ID是Node的屬性。）create n=name:'Motion',ID:'M001' return n;創(chuàng)建關(guān)系：start n=node(14),m=node(20) create m-r:KNOWS-n return r;查

7、詢：按id查詢(這里的id是系統(tǒng)自動(dòng)創(chuàng)建的)：start n=node(20) return m;查詢所有節(jié)點(diǎn)：start n=node(*) return n;查詢屬性，關(guān)系：start n=node(9) return n,,n.ID,n.level; /查看指定節(jié)點(diǎn)，返回需要的屬性start n=node(*) match (n)-r:SubClassOf->m return m,n,,n.ID,r; /查找指定關(guān)系按關(guān)系查詢多個(gè)節(jié)點(diǎn)：start a = node(14

8、) match b-r<->a return r,b;start a = node(0) match c-:KNOWS->b-:KNOWS->a return a,b,c; /查找兩層KNOWS關(guān)系的節(jié)點(diǎn)start a = node(21) match b-*->a return a,b; /查找所有與a節(jié)點(diǎn)有關(guān)系的節(jié)點(diǎn)使用Where條件進(jìn)行查詢：（不用建立Index也可以使用）start n=node(*) where ="Acti

9、vity" return n;并且可以使用特定符號(hào)：start n=node(*) where n.ID?="A*" return n; start n=node(*) where HAS(n.type) return n,,n.ID,n.type; /如果存在屬性type，并且以A開(kāi)頭，就輸出節(jié)點(diǎn)。配置文件自動(dòng)建立索引：修改conf目錄下的perties文件內(nèi)容如下，重啟Neo4J，對(duì)重啟后新建的Node生效。# Enable auto-indexing for nodes, def

10、ault is falsenode_auto_indexing=true# The node property keys to be auto-indexed, if enablednode_keys_indexable=name,ID# Enable auto-indexing for relationships, default is falserelationship_auto_indexing=true# The relationship property keys to be auto-indexed, if enabledrelationship_keys_indexable=KN

11、OWS,SubClassOf建立索引后可以用node_auto_index按屬性值查詢：start n=node:node_auto_index(name="C") return n,;修改屬性值：start a = node(*) where ="a" set ="A" return a, ;start n=node(0) set ="Root",n.ID="001"  /給默認(rèn)的根節(jié)點(diǎn)添加na

12、me,ID屬性，便于查詢。刪除：刪除所有節(jié)點(diǎn)和關(guān)系：START n=node(*) match n-r-()delete n,r;6，圖形化顯示數(shù)據(jù)：Neo4J自身提供WEB界面的圖數(shù)據(jù)圖形化展現(xiàn)工具，很Cool。這個(gè)Video講的具體：在WEB管理http:/localhost:7474/webadmin的“Data Browser”圖形化顯示區(qū)點(diǎn)Style，NewProfile，編輯自己的Profile，注意Add filter的 Nodes要放在前面，不然不生效，Rules是順序執(zhí)行的，顯示多個(gè)屬性可以用;號(hào)做換行符。看我做的一個(gè)User Model Ontology 關(guān)系模型：User

13、 Model 與數(shù)據(jù)源的Ontology關(guān)系，左邊圓圈是UserModel，右邊方框是數(shù)據(jù)源：在Data Browser上直接輸入節(jié)點(diǎn)編號(hào)，如10，點(diǎn)圖形化顯示，就可以圖形化看到該節(jié)點(diǎn)和有關(guān)系的節(jié)點(diǎn)，點(diǎn)每個(gè)節(jié)點(diǎn)，就可以逐步顯示所有節(jié)點(diǎn)和關(guān)系，非常方便：7，備份Neo4j的數(shù)據(jù):1)停掉數(shù)據(jù)庫(kù).2)備份D:Neo4Jneo4j-enterprise-1.9.1data目錄下graph.db目錄中的所有內(nèi)容.3)在服務(wù)器上拷貝graph.db目錄中的內(nèi)容到新的服務(wù)器的相同目錄中,啟動(dòng)即可.8，為什么使用圖數(shù)據(jù)庫(kù)？這個(gè)問(wèn)題，歡迎你跟我交流。圖數(shù)據(jù)庫(kù)的擴(kuò)展性，靈活性非常好，適合用于復(fù)雜關(guān)系管理和關(guān)系查

14、詢推理，社交關(guān)系應(yīng)用就是一個(gè)可選的應(yīng)用場(chǎng)景。 而我選擇圖數(shù)據(jù)庫(kù)，起因是研究語(yǔ)義網(wǎng)和Ontology的應(yīng)用，語(yǔ)義網(wǎng)和Ontology的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)（三元組）就是圖結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)，而基于RDF構(gòu)建的語(yǔ)義網(wǎng)，過(guò)于復(fù)雜，效率很低，實(shí)際上不如基于圖數(shù)據(jù)庫(kù)的構(gòu)建方便好用，而且Neo4J支持RDF，SPARQL等擴(kuò)展。另外，我認(rèn)為OWL，實(shí)用價(jià)值不大，OWL幾乎就是用XML來(lái)描述一種面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言，而這種編程語(yǔ)言如果表示能力過(guò)強(qiáng)（OWL Full），根本無(wú)法實(shí)現(xiàn)，如果表示能力過(guò)弱（OWL Lite），其實(shí)沒(méi)有多少實(shí)用意義。而且，我覺(jué)得Tim Berners-Lee的語(yǔ)義網(wǎng)，即基于RDF的語(yǔ)義WEB，用RDF描述語(yǔ)

15、義的這種思路走向了以前基于規(guī)則的NLP的思路，雖然加上Human Computation 眾包的模式，但還是很難走通。我更關(guān)注的是本體關(guān)系，知識(shí)庫(kù)的構(gòu)建，而且知識(shí)本體主要是Meta Data，不需要很多數(shù)據(jù)，盡量不要保存instance data，獲取instance data可以關(guān)聯(lián)其他數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)源進(jìn)行查詢（這種數(shù)據(jù)Key-Value或Table保存即可）。簡(jiǎn)單的關(guān)系推理，屬性傳遞，其實(shí)就是查詢，Neo4J中Cypher也可以完成。所以，我傾向于用圖數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)構(gòu)建知識(shí)庫(kù)knowledge base ("KB")，或knowledge graph ("KG")。知識(shí)庫(kù)對(duì)于知識(shí)關(guān)聯(lián)查詢進(jìn)行相關(guān)搜索或關(guān)聯(lián)推薦，比較有價(jià)值。而且，從知識(shí)本體關(guān)系庫(kù)中可以推理得到規(guī)則， 比如，If Place is Meeting Room and Da