新手入门Neo4j，手把手完整教学

1、图数据库Neo4j简介

1.1 什么是图数据库

图数据库：是基于图论实现的一种NoSQL数据库，其数据结构是和查询方式是以图论为基础的，图数据库主要用于存储更多的连接数据。

图论：用多个节点代表事物，用节点之间连线代表事务之间关系的图形。

1.2 能解决什么痛点

随着社交、电商、金融、零售、物联网等行业的快速发展，现实社会织起了了一张庞大而复杂的关系网，传统数据库很难处理关系运算。大数据行业需要处理的数据之间的关系随数据量呈几何级数增长，急需一种支持海量复杂数据关系运算的数据库，图数据库应运而生。

使用场景：

社交领域：实现好友推荐等
电商领域：实现商品实时推荐等
金融领域：银行用图数据库做风控处理等
………………

1.3 对比关系型数据库

美国心理学家米尔格伦提出的“六度空间“理论：你和任何一个陌生人之间所间隔的人不会超过六个，也就是说，最多六个人你就能够认识任何一个陌生人。

关系型数据库做法：一张用户表，一张用户和用户之间的关系表，每个人认识的没有一千也有八百，想找出想要的数据，每深入一层，难度成几何增长，但使用图数据库，难度大大降低。在关系型数据库和图数据库(Neo4j)之间进行了实验：在一个社交网络里找到最大深度为5的朋友的朋友，他们的数据集包括100万人，每人约有50个朋友。

实验结果如下：

1.4 什么是Neo4j

Neo4j是一个开源的NoSQL图形数据库，2003 年开始开发，使用 scala和java 语言，2007年开始发布。是世界上最先进的图数据库之一，提供原生的图数据存储，检索和处理；采用属性图模型（Property graph model），极大的完善和丰富图数据模型；专属查询语言 Cypher，直观，高效；

Neo4j的特性：

SQL就像简单的查询语言Neo4j CQL
它遵循属性图数据模型
它通过使用Apache Lucence支持索引
它支持UNIQUE约束
它包含一个用于执行CQL命令的UI：Neo4j数据浏览器
它支持完整的ACID（原子性，一致性，隔离性和持久性）规则
它采用原生图形库与本地GPE（图形处理引擎）
它支持查询的数据导出到JSON和XLS格式它提供了REST API，可以被任何编程语言（如Java，Spring，Scala等）访问
它提供了可以通过任何UI MVC框架（如Node JS）访问的Java脚本它支持两种Java API：Cypher API和Native Java API来开发Java应用程序

Neo4j的优点：

它很容易表示连接的数据
检索/遍历/导航更多的连接数据是非常容易和快速的
它非常容易地表示半结构化数据
Neo4j CQL查询语言命令是人性化的可读格式，非常容易学习
使用简单而强大的数据模型
它不需要复杂的连接来检索连接的/相关的数据，因为它很容易检索它的相邻节点或关系细节没有连接或索引

1.5 Neo4j的构建元素

Neo4j图数据库主要有以下构建元素：

节点
属性
关系
标签
数据浏览器

节点

节点（Node)是图数据库中的一个基本元素，用来表示一个实体记录，就像关系数据库中的一条记录一样。在Neo4j中节点可以包含多个属性(Property)和多个标签(Label)。
节点是主要的数据元素
节点通过关系连接到其他节点
节点可以具有一个或多个属性（即，存储为键/值对的属性）
节点有一个或多个标签，用于描述其在图表中的作用

属性

属性（Property）是用于描述图节点和关系的键值对。其中Key是一个字符串，值可以通过使用任何 Neo4j数据类型来表示
属性是命名值，其中名称（或键）是字符串
属性可以被索引和约束
可以从多个属性创建复合索引

关系

关系（Relationship）同样是图数据库的基本元素。当数据库中已经存在节点后，需要将节点连接起来构成图。关系就是用来连接两个节点，关系也称为图论的边(Edge) ,其始端和末端都必须是节点，关系不能指向空也不能从空发起。关系和节点一样可以包含多个属性，但关系只能有一个类型(Type) 。

关系连接两个节点
关系是方向性的
节点可以有多个甚至递归的关系
关系可以有一个或多个属性（即存储为键/值对的属性）

基于方向性，Neo4j关系被分为两种主要类型：单向关系和双向关系

Neo4j Browser

一旦我们安装Neo4j，我们就可以访问Neo4j数据浏览器 http://localhost:7474/browser/

个人理解：

标签类似MySQL中的表
节点类似MySQL中的每行数据对象
属性类似MySQL中的每个字段
关系类似MySQL中关联表中的数据

2. 环境搭建

2.1 安装Neo4j Community Server

注意： neo4j 4.3及以上版本对应的java版本是jdk11

jdk8可以下载Neo4j Community Edition 3.5.28

下载：https://pan.baidu.com/s/1lvn55ZSUknaicVNdMblPEQ

提取码：8a54

文档：https://neo4j.com/docs/operations-manual/3.5/

进入到bin目录，执行 neo4j console

在浏览器中访问：http://localhost:7474

使用用户名neo4j和默认密码neo4j进行连接，然后会提示更改密码。

2.2 docker 安装Neo4j Community Server

注意需要开放以下端口：

7474 for HTTP
7473 for HTTPS
7687 for Bolt

拉取镜像

docker pull neo4j:3.5.22-community

运行镜像

docker run -d -p 7474:7474 -p 7687:7687 --name neo4j \

-e "NEO4J_AUTH=neo4j/123456" \

-v /usr/local/soft/neo4j/data:/data \

-v /usr/local/soft/neo4j/logs:/logs \

-v /usr/local/soft/neo4j/conf:/var/lib/neo4j/conf \

-v /usr/local/soft/neo4j/import:/var/lib/neo4j/import \

neo4j:3.5.22-community

2.3 Neo4j Desktop安装

下载地址：https://neo4j.com/download-center/

启动后可以选择安装本地neo4j数据库或者连接远程neo4j数据库。

3. Neo4j - CQL使用

3.1 Neo4j - CQL简介

Neo4j的Cypher语言是为处理图形数据而构建的，CQL代表Cypher查询语言。像Oracle数据库具有查询语言SQL，Neo4j具有CQL作为查询语言。

它是Neo4j图形数据库的查询语言。
它是一种声明性模式匹配语言它遵循SQL语法。
它的语法是非常简单且人性化、可读的格式。

3.2 常用命令

官方英文文档：https://neo4j.com/docs/cypher-manual/3.5/clauses/

中文命令文档：https://www.w3cschool.cn/neo4j/neo4j_cql_match_command.html

CREATE创建

create语句是创建模型语句用来创建数据模型

创建节点

#创建带标签和属性的节点并返回节点

create (n:person {name:'如来'}) return n

创建关系

#使用新节点创建关系

CREATE (n:person {name:'杨戬'})-[r:师傅]->(m:person {name:'玉鼎真人'}) return type(r);

#使用已知节点创建带属性的关系

create (n:person {name:'沙僧'}) return n;

create (n:person {name:'唐僧'}) return n;

match (n:person {name:'沙僧'}),(m:person{name:'唐僧'})

create (n)-[r:`师傅`{relation:'师傅'}]->(m)

return r

#检索关系节点的详细信息

match (n:person)-[r]-(m:person) return n,m

创建全路径

create p=(:person{name:'蛟魔王'})-[:义兄]->(:person{name:'牛魔王'})<-[:义兄]- (:person {name:'鹏魔王'}) return p

MATCH查询

Neo4j CQL MATCH命令用于

从数据库获取有关节点和属性的数据
从数据库获取有关节点，关系和属性的数据

MATCH (n:person) RETURN n LIMIT 25

RETURN返回

Neo4j CQL RETURN子句用于

检索节点的某些属性
检索节点的所有属性
检索节点和关联关系的某些属性
检索节点和关联关系的所有属性

MATCH (n:person) RETURN id(n),n.name,n.tail,n.relation

WHERE子句

像SQL一样，Neo4j CQL在CQL MATCH命令中提供了WHERE子句来过滤MATCH查询的结果。

MATCH (n:person) where n.name='牛魔王' or n.name='唐僧' RETURN n 

#创建关系

match (n:person),(m:person)

where n.name='唐僧' and m.name='如来'

create (n)-[r:BOSS]->(m)

return n.name,type(r),m.name

DELETE删除

Neo4j使用CQL DELETE子句

删除节点。
删除节点及相关节点和关系。

# 删除节点 （前提：节点不存在关系）

MATCH (n:person{name:"如来"}) delete n 

# 删除关系

MATCH (n:person{name:"如来"})<-[r]- (m) delete r return type(r)

MATCH (n:person{name:"如来"})-[r]->(m) delete r return type(r)

MATCH (n:person{name:"如来"}) delete n

# 删除整个标签内容

match (n:person) detach delete n

REMOVE删除

有时基于客户端要求，我们需要向现有节点或关系添加或删除属性。我们使用Neo4j CQL REMOVE子句来删除节点或关系的现有属性。

删除节点或关系的标签
删除节点或关系的属性

#创建多个节点

create (a:person {name:"test111",age:20,sex:"男"}),

(b:person {name:"test222",age:30,sex:"女"}),

(c:person {name:"test333",age:40,sex:"男"})

return a,b,c

#删除属性

MATCH (n:person {name:"test111"}) remove n.age return n 

#删除标签

match (m:person {name:"test222"}) remove m:person return m

SET子句

有时，根据我们的客户端要求，我们需要向现有节点或关系添加新属性。要做到这一点，Neo4j CQL提供了一个SET子句。

向现有节点或关系添加新属性
添加或更新属性值

MATCH (n:person {name:"test111"}) set n.age=32 return n

ORDER BY排序

Neo4j CQL在MATCH命令中提供了“ORDER BY”子句，对MATCH查询返回的结果进行排序。

我们可以按升序或降序对行进行排序。默认情况下，它按升序对行进行排序。如果我们要按降序对它们进行排序，我们需要使用DESC子句。

#升序

MATCH (n:person) RETURN id(n),n.name order by id(n) asc

#降序

MATCH (n:person) RETURN id(n),n.name order by id(n) desc

UNION子句

与SQL一样，Neo4j CQL有两个子句，将两个不同的结果合并成一组结果

UNION：它将两组结果中的公共行组合并返回到一组结果中。它不从两个节点返回重复的行。

　　　　　　限制：结果列类型和来自两组结果的名称必须匹配，这意味着列名称应该相同，列的数据类型应该相同。

UNION ALL：它结合并返回两个结果集的所有行成一个单一的结果集。它还返回由两个节点重复行。

　　　　　　限制：结果列类型，并从两个结果集的名字必须匹配，这意味着列名称应该是相同的，列的数据类型应该是相同的。

MATCH (n:person) RETURN n.name as name

UNION

MATCH (m:person) RETURN m.name as name 

MATCH (n:person) RETURN n.name as name

UNION all

MATCH (m:person) RETURN m.name as name

LIMIT和SKIP子句

Neo4j CQL已提供LIMIT子句和 SKIP 来过滤或限制查询返回的行数。

LIMIT返回前几行，SKIP忽略前几行。

# 前两行

MATCH (n:person) RETURN n.name limit 2

# 忽略前两行

MATCH (n:person) RETURN n.name SKIP  2

NULL值

Neo4j CQL将空值视为对节点或关系的属性的缺失值或未定义值。

当我们创建一个具有现有节点标签名称但未指定其属性值的节点时，它将创建一个具有NULL属性值的新节点。

match (n: person) where n.label is null return id(n),n.name,n.tail,n.label

IN操作符

与SQL一样，Neo4j CQL提供了一个IN运算符，以便为CQL命令提供值的集合。

match (n: person) where n.name in['沙僧','唐僧'] return id(n),n.name,n.tail,n.label

INDEX索引

Neo4j SQL支持节点或关系属性上的索引，以提高应用程序的性能。

我们可以为具有相同标签名称的所有节点的属性创建索引。

我们可以在MATCH或WHERE或IN运算符上使用这些索引列来改进CQL Command的执行。

Neo4J索引操作

Create Index 创建索引
Drop Index 丢弃索引

# 创建索引

create index on :person (name)

# 删除索引

drop index on : person (name)

UNIQUE约束

在Neo4j数据库中，CQL CREATE命令始终创建新的节点或关系，这意味着即使您使用相同的值，它也会插入一个新行。根据我们对某些节点或关系的应用需求，我们必须避免这种重复。像SQL一样，Neo4j数据库也支持对NODE或Relationship的属性的UNIQUE约束

UNIQUE约束的优点

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 (n:person) assert n.name is unique

#删除唯一约束

drop constraint on (n:person) assert n.name is unique

DISTINCT

这个函数的用法就像SQL中的distinct关键字，返回的是所有不同值。

match (n:person) return distinct(n.name)

3.3 常用函数

字符串函数

与SQL一样，Neo4J CQL提供了一组String函数，用于在CQL查询中获取所需的结果。

功能	描述
UPPER	它用于将所有字母更改为大写字母
LOWER	它用于将所有字母改为小写字母
SUBSTRING	它用于获取给定String的子字符串
REPLACE	它用于替换一个字符串的子字符串

MATCH (e) RETURN id(e),e.name,substring(e.name,0,2)

AGGREGATION聚合

和SQL一样，Neo4j CQL提供了一些在RETURN子句中使用的聚合函数。它类似于SQL中的GROUP BY 子句。

我们可以使用MATCH命令中的RETURN +聚合函数来处理一组节点并返回一些聚合值。

聚集功能	描述
COUNT	它返回由MATCH命令返回的行数
MAX	它从MATCH命令返回的一组行返回最大值
MIN	它返回由MATCH命令返回的一组行的最小值
SUM	它返回由MATCH命令返回的所有行的求和值
AVG	它返回由MATCH命令返回的所有行的平均值

MATCH (e) RETURN count(e)

关系函数

Neo4j CQL提供了一组关系函数，以在获取开始节点，结束节点等细节时知道关系的细节。

功能	描述
STARTNODE	它用于知道关系的开始节点
ENDNODE	它用于知道关系的结束节点
ID	它用于知道关系的ID
TYPE	它用于知道字符串表示中的一个关系的TYPE

match (a)-[r] ->(b) return id(r),type(r)

3.4 neo4j-admin使用

数据库备份

对Neo4j数据进行备份、还原、迁移的操作时，要关闭neo4j

cd %NEO4J_HOME%/bin 

#关闭

neo4j neo4j stop

#备份

neo4j-admin dump --database=graph.db --to=/neo4j/backup/graph_backup.dump

数据库恢复

还原、迁移之前，要关闭neo4j服务。

#数据导入

neo4j-admin load --from=/neo4j/backup/graph_backup.dump --database=graph.db – force

#重启服务

neo4j start

3.5 利用CQL构建西游关系图谱

远程文件地址：（文件放任意位置，配置Nginx之后能访问到就行）

#导入西游人物数据

load csv from 'http://124.223.79.77/neo4j/import/西游人物.csv' as line  create (:西游人物 {name:line[0]})

#导入西游关系数据

load csv from 'http://124.223.79.77/neo4j/import/西游关系.csv' as line

create (:西游关系 {from:line[0],to:line[1],relation:line[3]})

#将两者之间的数据进行关联

match (a:`西游人物`),(b:`西游关系`),(c:`西游人物`)

where a.name=b.from and c.name=b.to

create (a)-[:人物关系{relation:b.relation}]->(c)

return a

#清空人物关系数据

match (a:`西游人物`)-[r]->(b) delete r return type(r)

本地文件地址：（文件放Neo4j的import目录下）

#导入西游人物数据

load csv from ''file:///西游人物.csv' as line  create (:西游人物 {name:line[0]})

#导入西游关系数据

load csv from ''file:///西游关系.csv' as line

create (:西游关系 {from:line[0],to:line[1],relation:line[3]})

#将两者之间的数据进行关联

match (a:`西游人物`),(b:`西游关系`),(c:`西游人物`)

where a.name=b.from and c.name=b.to

create (a)-[:人物关系{relation:b.relation}]->(c)

return a

#清空人物关系数据

match (a:`西游人物`)-[r]->(b) delete r return type(r)

部分进阶语法

https://www.jianshu.com/p/5022b413ec3a

https://blog.csdn.net/liucy007/article/details/120967186

#shortestPath函数返回最短的Path

match p=shortestPath(

(a:`西游人物` {name:"秦琼"})-[*]-(b:`西游人物` {name:"孙悟空"})

)

return length(p),nodes(p)

#查看节点层级数据

match (a:`西游人物`{name:"唐僧"})<-[r:`人物关系`*1..4]-(b) return a,b,r

match (a:`西游人物`{name:"唐僧"})-[r:`人物关系`*1..4]->(b) return a,b,r

集成到spring boot 开源示例

https://gitee.com/JasonYangMeng/springdata-neo4j.git

附件：

文档中包含的附件获取方式：https://www.yuque.com/liaozk/hkmkrq/traam3ag3iy67gl7