【51CTO.com快譯】就像復(fù)雜的系統(tǒng)網(wǎng)格或空中交通管制圖，圖形數(shù)據(jù)庫用節(jié)點(diǎn)和連接組成的網(wǎng)絡(luò)(名為標(biāo)記屬性圖)來表示。節(jié)點(diǎn)顯示為圓形或正方形，代表人員、產(chǎn)品、公司或訂單等實(shí)體。

在Neo4j中，數(shù)據(jù)庫節(jié)點(diǎn)之間的連接名為關(guān)系，那些關(guān)系與它們連接的節(jié)點(diǎn)一樣重要。

每個(gè)關(guān)系都是定向的，知道開始節(jié)點(diǎn)和結(jié)束節(jié)點(diǎn)，而每個(gè)節(jié)點(diǎn)知道與之存在入站或出站關(guān)系的所有其他節(jié)點(diǎn)——這種優(yōu)勢(shì)名為免索引鄰接。

原生圖形存儲(chǔ)和處理

但是屬性圖模型不僅僅是圖形，它實(shí)際上描述了你如何訪問和查詢數(shù)據(jù)庫中的信息。

為了最大限度地提高效率和性能，圖形數(shù)據(jù)庫平臺(tái)必須存儲(chǔ)和訪問出現(xiàn)在數(shù)據(jù)庫屬性圖中的數(shù)據(jù)。采用這種方法的數(shù)據(jù)庫平臺(tái)名為原生圖形數(shù)據(jù)庫。

非原生圖形數(shù)據(jù)庫付出的代價(jià)

對(duì)于連接、復(fù)雜或不斷變化的數(shù)據(jù)集而言，非原生圖形數(shù)據(jù)庫方法因性能、完整性、易用性和可擴(kuò)展性方面的風(fēng)險(xiǎn)而存在固有的缺陷。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫附加在額外的處理層上，這些處理層將圖形查詢轉(zhuǎn)換為底層數(shù)據(jù)庫技術(shù)使用的基于關(guān)系表的存儲(chǔ)和處理模型。結(jié)果是性能和應(yīng)用程序響應(yīng)速度大大降低，常常導(dǎo)致圖形應(yīng)用完全無法使用。

大多數(shù)NoSQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)添加了類似的轉(zhuǎn)換層，創(chuàng)建圖形應(yīng)用軟件時(shí)效率低下，再次導(dǎo)致性能下降，甚至可能導(dǎo)致圖形查詢結(jié)果損壞或失敗。

原生圖形數(shù)據(jù)庫的15條規(guī)則

圖形數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)必須完全通過原生數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和圖形處理方法來建模、管理和訪問數(shù)據(jù)及其關(guān)系。想成為原生圖形DBMS，一項(xiàng)技術(shù)必須符合這些基本規(guī)則。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫和NoSQL數(shù)據(jù)庫因在非圖形數(shù)據(jù)上添加圖形功能而違反規(guī)則，飽受性能、延遲、一致性和數(shù)據(jù)損壞等問題的困擾。

1. 原生存儲(chǔ)和建模。以關(guān)系圖的形式存儲(chǔ)和建模數(shù)據(jù)，而不是采用行和列、索引記錄或任何其他結(jié)構(gòu)的形式。

2. 原生圖形管理。完全通過原生圖形功能，而不是通過位于非圖形存儲(chǔ)或處理基礎(chǔ)上的圖形邏輯層來管理數(shù)據(jù)和關(guān)系。

3. 一等公民的關(guān)系。將圖形數(shù)據(jù)元素之間的關(guān)系視為一等公民的數(shù)據(jù)庫元素，附帶圖形數(shù)據(jù)庫引擎使用的方向和量化屬性。

4. 實(shí)時(shí)可用性。實(shí)時(shí)查詢數(shù)據(jù)，不管其底層關(guān)系的數(shù)量或復(fù)雜性如何。

5. 免索引鄰接。將每個(gè)數(shù)據(jù)元素直接鏈接到入站和出站關(guān)系，因而每秒可以遍歷數(shù)百萬條記錄。

6. 全面的數(shù)據(jù)管理。全面處理數(shù)據(jù)和底層關(guān)系的檢索、插入、修改和刪除。

7. 離散管理。添加和修改數(shù)據(jù)和關(guān)系，不必更改現(xiàn)有的數(shù)據(jù)庫模式、數(shù)據(jù)或關(guān)系。

8. Cypher支持。全面支持Cypher，這是行業(yè)領(lǐng)導(dǎo)者積極接受的一種開放標(biāo)準(zhǔn)查詢語言。

9. 非顛覆。禁止繞過openCypher或破壞圖形數(shù)據(jù)庫實(shí)施的完整性規(guī)則和約束來企圖訪問或修改數(shù)據(jù)。

10. ACID事務(wù)。確保所有事務(wù)均為ACID，即遵循原子性、一致性、隔離性和耐久性的規(guī)則，以保證圖形和數(shù)據(jù)的一致性。

11. 一致的讀取。確保讀取和重新讀取數(shù)據(jù)的用戶始終看到相同的數(shù)據(jù)，除非其他用戶執(zhí)行干預(yù)更新。

12. 一致的寫入。確保寫入和更新數(shù)據(jù)的用戶始終看到最新數(shù)據(jù)，除非其他用戶執(zhí)行干預(yù)更新。

13. 完整性獨(dú)立性。將數(shù)據(jù)完整性的約束存儲(chǔ)在圖形數(shù)據(jù)目錄中，而不是存儲(chǔ)在應(yīng)用程序中。

14. 數(shù)據(jù)獨(dú)立性。底層圖形數(shù)據(jù)存儲(chǔ)表示或訪問方法變化時(shí)，應(yīng)用程序在邏輯上不受影響。

15. 無縫表示。以統(tǒng)一的方式存儲(chǔ)和顯示數(shù)據(jù)關(guān)系圖，為用戶提供數(shù)據(jù)庫整個(gè)圖形模型的無縫視圖，不管數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在何處。

關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)死了嗎?

這一切是否意味著關(guān)系數(shù)據(jù)庫技術(shù)的時(shí)代即將結(jié)束?當(dāng)然不是。

關(guān)系方法適用于擁有靜態(tài)模式的表格數(shù)據(jù)，但不適用于高度關(guān)聯(lián)或變化的數(shù)據(jù)集的需求。如果是通過圖形數(shù)據(jù)遍歷多個(gè)級(jí)別的查詢(比如“朋友的朋友的朋友”查詢)，由此生成的大量表索引查找會(huì)使關(guān)系數(shù)據(jù)庫性能降低到不可接受的程度。

形成鮮明對(duì)比的是，圖形數(shù)據(jù)庫使用免索引鄰接，以亞秒級(jí)的響應(yīng)時(shí)間遍歷數(shù)百萬條數(shù)據(jù)記錄，即使那些查詢挖掘的數(shù)據(jù)其深度有好幾層。

原文標(biāo)題：15 Rules of a Native Graph Database，作者：Jocelyn Hoppa

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