Hello World 之Spring Boot 调用图数据库Neo4j

明日歌
[清]钱鹤滩
明日复明日，明日何其多！
我生待明日，万事成蹉跎

1. 图数据库Neo4j之爱的初体验 ----与君初相识，犹似故人归

在如今大数据（big data）横行的时代，传统的关系型数据库如oracle，mysql在大数据量，高并发的场景下显得力不从心。于是乎，NoSQL横空出世，如column-based的cassandra数据库，document-based的MongoDB，还有今天介绍的小众的graph-based的图数据数据库Neo4j。

图数据库名字的由来其实与其在底层的存储方式有关，图数据库并不表示会存储图形，图片等。Neo4j底层会以图的方式把用户定义的节点（nodes）以及关系（relationships）存储起来，Nodes 和 Relationships 包含key/value形式的属性。Nodes通过Relationships所定义的关系相连起来，形成关系型网络结构。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。

2. Neo4j之爱的再判断----天生我材必有用

以金庸先生的《神雕侠侣》为例，这里面的人物关系图很复杂，神雕大侠杨过有很多粉丝，他的粉丝又有自己的粉丝（二度人脉），粉丝的粉丝又有自己的粉丝……..假设杨大侠从南宋就开了个博客，到如今必定圈粉无数，如果要找到杨过的粉丝和他的六度七度人脉，运用传统的关系型数据库的话，则需要在关系表里存储很多关系数据，成万上亿，百亿，千亿甚至更多。不论用关系型数据库的分库分表技术还是其他优化手段，在复杂度和性能方面都可能会遇到瓶颈。

而图数据库neo4j运用了图的遍历算法设计，即从一个节点开始，根据其连接的关系，可以快速和方便地找出它的邻近节点，从而具有简单的存储方式和极高的查询性能。

关于neo4j的更多细节和neo4j server的安装以及用cypher语言创建节点，关系等内容可以参考网上资料(如：https://blog.csdn.net/victory0508/article/details/78414798)，本文着重关注Spring boot 2.0 如何简洁的调用neo4j.

3. Neo4j执Spring boot之手----窈窕淑女，Spring boot好逑

在我的第一篇博客里介绍了Spring boot 2.0。本文将Spring boot 结合Spring Data，用极少的代码，基本零配置，不用书写任何查询（queries）语句（这里是cypher）实现了Neo4j的增删改查。

3.1 Neo4j的连接配置

Spring boot的配置文件默认在src/main/resources下面，支持传统的application.properties 和application.yml

application.properties版：

spring.data.neo4j.username=neo4j
spring.data.neo4j.password=helloworld

application.yml版：

spring:
data:
neo4j:
username: neo4j
password: helloworld

3.2 实体类（model）

@NodeEntity
public class Legend {

@Id @GeneratedValue private Long id;

private String name;

private Legend() {
// Empty constructor required as of Neo4j API 2.0.5
};

public Legend(String name) {
this.name = name;
}

/**
* Neo4j doesn‘t REALLY have bi-directional relationships. It just means when querying
* to ignore the direction of the relationship.
* https://dzone.com/articles/modelling-data-neo4j
*/
@Relationship(type = "FANS", direction = Relationship.UNDIRECTED)
public Set<Legend> fans;

public void fansWith(Legend legend) {
if (fans == null) {
fans = new HashSet<>();
}
fans.add(legend);
}

public String toString() {

//java 8 stream and optional
return this.name + "‘s fans => "
+ Optional.ofNullable(this.fans).orElse(
Collections.emptySet()).stream()
.map(Legend::getName)
.collect(Collectors.toList());
}

public String getName() {
return name;
}

public void setName(String name) {
this.name = name;
}
}

实体类annotated by 注解@NodeEntity，这样当调用保存这个实体时（save方法），会将它保存到neo4j数据库。

另一个重要的部分是

        @Relationship(type = "FANS", direction = Relationship.UNDIRECTED)

用来建立关系，UNDIRECTED表示忽略关系的方向性。

应用程序通过调用fansWith方法，可以将神雕的人物们联系起来。

3.3 Spring data neo4j

Spring Data  属于Spring 大家庭，用于简化对数据库的访问，在很多情况下，甚至都不用写任何queries就可以实现对数据库的各种操作。

import org.springframework.data.repository.CrudRepository;

public interface LegendRepo extends CrudRepository<Legend, Long> {

Legend findByName(String name);
}

CrudRepository 是关键，它封装常用的如保存，更新等操作。

上面的findByName方法表示用name来查询。name必须是实体类的一个属性。在关系型数据库里，spring data会自己将他转化成 select * from table where name=？。而neo4j使用cypher语言，类似转化成查询语句

MATCH (n:`Legend`) WHERE n.`name` = { `name_0` } WITH n RETURN n,
[ [ (n)-[r_f1:`FANS`]-(l1:`Legend`) | [ r_f1, l1 ] ] ], ID(n) with params {name_0=杨过}

如果要表达Or或者And关系（假设legend有属性level），方法名将会是

findByNameAndLevel（String name，String level）

如果要分页，需要继承PagingAndSortingRepository，而不是CrudRepository 。有关springdata的更多细节，笔者将会在以后的博客中详细介绍。

3.4 Spring boot 启动类

@SpringBootApplication
@EnableNeo4jRepositories
public class SpringBootNeo4jApplication {

public static void main(String[] args) {
SpringApplication.run(SpringBootNeo4jApplication.class, args);
}
}

这里的注解@EnableNeo4jRepositories告诉spring boot程序使用neo4j repository。

3.5 Spring boot 测试类 

开发工具Spring tool suites自动会生成测试类，添加自己的逻辑代码，保存三个节点：杨过，小龙女和郭襄。

然后建立她们之间的关系，小龙女和郭襄均是杨过的粉丝。最后查询出杨过的粉丝。

@RunWith(SpringRunner.class)
@SpringBootTest
public class SpringBootNeo4jApplicationTests {


@Autowired
LegendRepo legendRepo;
private final static Logger log = LoggerFactory.getLogger(SpringBootNeo4jApplicationTests.class);

@Test
public void contextLoads() {
legendRepo.deleteAll();

Legend yangguo = new Legend("杨过");
Legend dragonGirl = new Legend("小龙女");
Legend guoxiang = new Legend("郭襄");

List<Legend> team = Arrays.asList(yangguo, dragonGirl, guoxiang);

log.info("Before linking up with Neo4j...");
//java 8 stream
team.stream().forEach(legend -> log.info("\t" + legend.toString()));

legendRepo.save(yangguo);
legendRepo.save(dragonGirl);
legendRepo.save(guoxiang);

yangguo = legendRepo.findByName(yangguo.getName());
yangguo.fansWith(dragonGirl);
yangguo.fansWith(guoxiang);
legendRepo.save(yangguo);

dragonGirl = legendRepo.findByName(dragonGirl.getName());
dragonGirl.fansWith(guoxiang);
// We already know that dragonGirl is a fan of yangguo
legendRepo.save(dragonGirl);

// We already know guoxiang fans with yangguo and dragongirl
log.info("Look up yangguo‘s fans ...");
log.info(legendRepo.findByName("杨过").toString());
}

}

运行代码查看日志：

Look up yangguo‘s fans ...
Request: MATCH (n:`Legend`) WHERE n.`name` = { `name_0` } WITH n RETURN n,[ [ (n)-[r_f1:`FANS`]-(l1:`Legend`) | [ r_f1, l1 ] ] ], ID(n) with params {name_0=杨过}
 杨过‘s fans => [郭襄, 小龙女]

4. Neo4j与Spring boot----一生一代一双人

Neo4j在某些场合能发挥自己的优势，而用spring boot的方式，使得neo4j的使用非常简单，自从有了spring boot，生活变得好轻松。

关注spring boot，请继续关注我的博客。

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