Руководство по Neo4J с Java

Автор оригинала: baeldung.

1. введение

Эта статья посвящена Neo4j – одной из самых зрелых и полнофункциональных графовых баз данных на современном рынке. Графовые базы данных подходят к задаче моделирования данных с учетом того, что многие вещи в жизни поддаются представлению в виде набора узлов (V) и связей между ними, называемых ребрами (E).

2. Встроенный Neo4j

Самый простой способ начать работу с Neo4j – это использовать встроенную версию, в которой Neo4j работает в той же JVM, что и ваше приложение.

Во-первых, нам нужно добавить зависимость Maven:

    org.neo4j
    neo4j
    3.4.6

Вы можете проверить эту ссылку , чтобы загрузить последнюю версию.

Далее, давайте создадим фабрику:

GraphDatabaseFactory graphDbFactory = new GraphDatabaseFactory();

Наконец, мы создаем встроенную базу данных:

GraphDatabaseService graphDb = graphDbFactory.newEmbeddedDatabase(
  new File("data/cars"));

Теперь может начаться настоящее действие! Во-первых, нам нужно создать несколько узлов в нашем графике, и для этого нам нужно запустить транзакцию, так как Neo4j отклонит любую разрушительную операцию, если транзакция не была запущена:

graphDb.beginTx();

Как только мы завершим транзакцию, мы сможем начать добавлять узлы:

Node car = graphDb.createNode(Label.label("Car"));
car.setProperty("make", "tesla");
car.setProperty("model", "model3");

Node owner = graphDb.createNode(Label.label("Person"));
owner.setProperty("firstName", "baeldung");
owner.setProperty("lastName", "baeldung");

Здесь мы добавили заметку Card со свойствами make и model , а также узел Person со свойствами FirstName и LastName

Теперь мы можем добавить отношения:

owner.createRelationshipTo(car, RelationshipType.withName("owner"));

В приведенном выше операторе добавлено ребро, соединяющее два узла с меткой owner . Мы можем проверить эту связь, выполнив запрос, написанный на языке Neo4j powerful Cypher :

Result result = graphDb.execute(
  "MATCH (c:Car) <-[owner]- (p:Person) " +
  "WHERE c.make = 'tesla'" +
  "RETURN p.firstName, p.lastName");

Здесь мы просим найти владельца автомобиля для любого автомобиля марки tesla и вернуть нам его имя и фамилию. Неудивительно, что это возвращает: {p.FirstName=baeldung,}

3. Язык запросов Cypher

Neo4j предоставляет очень мощный и довольно интуитивно понятный язык запросов, который поддерживает полный спектр функций, которые можно было бы ожидать от базы данных. Давайте рассмотрим, как мы можем выполнить эти стандартные задачи создания, извлечения, обновления и удаления.

3.1. Создание узла

Ключевое слово Create можно использовать для создания как узлов, так и связей.

CREATE (self:Company {name:"Baeldung"})
RETURN self

Здесь мы создали компанию с одним свойством имя . Определение узла помечено круглыми скобками, а его свойства заключены в фигурные скобки. В этом случае self является псевдонимом узла, а Company – меткой узла.

3.2. Создание Отношений

Можно создать узел и связь с этим узлом в одном запросе:

Result result = graphDb.execute(
  "CREATE (baeldung:Company {name:\"Baeldung\"}) " +
  "-[:owns]-> (tesla:Car {make: 'tesla', model: 'modelX'})" +
  "RETURN baeldung, tesla");

Здесь мы создали узлы baeldung и tesla и установили отношения собственности между ними. Создание связей с уже существующими узлами, конечно, также возможно.

3.3. Извлечение Данных

Ключевое слово MATCH используется для поиска данных в сочетании с RETURN , чтобы контролировать, какие точки данных возвращаются. Предложение WHERE можно использовать для фильтрации только тех узлов, которые имеют нужные нам свойства.

Давайте выясним название компании, которой принадлежит tesla model X:

Result result = graphDb.execute(
  "MATCH (company:Company)-[:owns]-> (car:Car)" +
  "WHERE car.make='tesla' and car.model='modelX'" +
  "RETURN company.name");

3.4. Обновление узлов

Ключевое слово SET можно использовать для обновления свойств узлов или меток. Давайте добавим пробег к нашей тесле:

Result result = graphDb.execute("MATCH (car:Car)" +
  "WHERE car.make='tesla'" +
  " SET car.milage=120" +
  " SET car :Car:Electro" +
  " SET car.model=NULL" +
  " RETURN car");

Здесь мы добавляем новое свойство под названием milage , изменяем метки на Car и Electro и, наконец, полностью удаляем свойство model .

3.5. Удаление узлов

Ключевое слово DELETE можно использовать для постоянного удаления узлов или связей из графика:

graphDb.execute("MATCH (company:Company)" +
  " WHERE company.name='Baeldung'" +
  " DELETE company");

Здесь мы удалили компанию под названием Baeldung.

3.6. Привязка параметров

В приведенных выше примерах у нас есть жестко закодированные значения параметров, что не является лучшей практикой. К счастью, Neo4j предоставляет возможность привязки переменных к запросу:

Map params = new HashMap<>();
params.put("name", "baeldung");
params.put("make", "tesla");
params.put("model", "modelS");

Result result = graphDb.execute("CREATE (baeldung:Company {name:$name}) " +
  "-[:owns]-> (tesla:Car {make: $make, model: $model})" +
  "RETURN baeldung, tesla", params);

4. Драйвер Java

До сих пор мы рассматривали взаимодействие со встроенным экземпляром Neo4j , однако, по всей вероятности, для производства мы хотели бы запустить автономный сервер и подключиться к нему через предоставленный драйвер. Во-первых, нам нужно добавить еще одну зависимость в ваш maven pom.xml :

    org.neo4j.driver
    neo4j-java-driver
    1.6.2

Вы можете перейти по этой ссылке , чтобы проверить наличие последней версии этого драйвера.

Теперь мы можем установить связь:

Driver driver = GraphDatabase.driver(
  "bolt://localhost:7687", AuthTokens.basic("neo4j", "12345"));

Затем создайте сеанс:

Session session = driver.session();

Наконец, мы можем выполнить некоторые запросы:

session.run("CREATE (baeldung:Company {name:\"Baeldung\"}) " +
  "-[:owns]-> (tesla:Car {make: 'tesla', model: 'modelX'})" +
  "RETURN baeldung, tesla");

Как только мы закончим со всей нашей работой, нам нужно закрыть как сессию, так и водителя:

session.close();
driver.close();

5. Драйвер JDBC

Также возможно взаимодействие с Neo4j через драйвер JDBC. Еще одна зависимость для наших pom.xml :

    org.neo4j
    neo4j-jdbc-driver
    3.4.0

Вы можете перейти по этой ссылке , чтобы загрузить последнюю версию этого драйвера.

Далее, давайте установим соединение JDBC:

Connection con = DriverManager.getConnection(
  "jdbc:neo4j:bolt://localhost/?user=neo4j,password=12345,scheme=basic");

Здесь con – это обычное соединение JDBC, которое можно использовать для создания и выполнения операторов или подготовленных операторов:

try (Statement stmt = con.
  stmt.execute("CREATE (baeldung:Company {name:\"Baeldung\"}) "
  + "-[:owns]-> (tesla:Car {make: 'tesla', model: 'modelX'})"
  + "RETURN baeldung, tesla")

    ResultSet rs = stmt.executeQuery(
      "MATCH (company:Company)-[:owns]-> (car:Car)" +
      "WHERE car.make='tesla' and car.model='modelX'" +
      "RETURN company.name");

    while (rs.next()) {
        rs.getString("company.name");
    }
}

6. Объект-Граф-Отображение

Объектно-графическое отображение или OGM-это метод, который позволяет нам использовать наши доменные POJOS в качестве сущностей в базе данных Neo4j . Давайте рассмотрим, как это работает. Первым шагом, как обычно, мы добавляем новые зависимости в ваш pom.xml :

    org.neo4j
    neo4j-ogm-core
    3.1.2


 
    org.neo4j
    neo4j-ogm-embedded-driver
    3.1.2

Вы можете проверить ссылку OGM Core и ссылку OGM Embedded Driver , чтобы проверить наличие последних версий этих библиотек.

Во-вторых, мы аннотируем наши POJO аннотациями OGM:

@NodeEntity
public class Company {
    private Long id;

    private String name;

    @Relationship(type="owns")
    private Car car;
}

@NodeEntity
public class Car {
    private Long id;

    private String make;

    @Relationship(direction = "INCOMING")
    private Company company;
}

@NodeEntity сообщает Neo4j , что этот объект должен быть представлен узлом в результирующем графике. @Relationship сообщает о необходимости создания связи с узлом, представляющим связанный тип. В этом случае компания владеет автомобилем .

Обратите внимание, что Neo4j требует, чтобы у каждой сущности был первичный ключ, а поле с именем id выбирается по умолчанию. Альтернативно именованное поле можно использовать, аннотируя его с помощью @Id @GeneratedValue.

Затем нам нужно создать конфигурацию, которая будет использоваться для начальной загрузки OGM Neo4j . Для простоты давайте использовать встроенную базу данных только в памяти:

Configuration conf = new Configuration.Builder().build();

После этого мы инициализируем SessionFactory с помощью созданной нами конфигурации и имени пакета, в котором находятся наши аннотированные POJO:

SessionFactory factory = new SessionFactory(conf, "com.baeldung.graph");

Наконец, мы можем создать Сеанс и начать его использовать:

Session session = factory.openSession();
Car tesla = new Car("tesla", "modelS");
Company baeldung = new Company("baeldung");

baeldung.setCar(tesla);
session.save(baeldung);

Здесь мы инициировали сеанс, создали наши POJO и попросили сеанс OGM сохранить их. Neo4j OGM runtime прозрачно преобразует объекты в набор запросов Cypher , которые создают соответствующие узлы и ребра в базе данных.

Если этот процесс кажется знакомым, то это потому, что он есть! Именно так работает JPA, единственная разница заключается в том, переводится ли объект в строки, которые сохраняются в СУБД, или в ряд узлов и ребер, сохраняемых в базе данных графов.

7. Заключение

В этой статье были рассмотрены некоторые основы графо-ориентированной базы данных Neo4j.

Как всегда, код в этой записи полностью доступен на Github .