Neo4J Cypher neo4j-driver py2neo介绍与使用

neo4j介绍

先简单介绍一下 neo4j,Cypher,neo4j-driver之间的关系

neo4j 是一个图数据库，专门存储图结构， 图的定义;

Cypher 是Neo4J的声明式图形查询语言，类似于传统数据库的 SQL;

neo4j-driver python版本的Neo4J的驱动程序，实现python与Neo4J的交互，通过这个驱动就可以在python中使用Neo4J了,在python中使用 Cypher来操作图数据库。

py2neo python版本的Neo4J的驱动程序，不同的是，其可以直接用类似Python语法操作图数据库。建议使用 py2neo，更方便哈哈哈。

关系型数据库和图数据库

关系型数据库	图数据库 Neo4J
采用了关系模型来组织数据的数据库，其以行和列的形式存储数据称作表，一组表组成了数据库	采用图模型存储数据，即根据节点，节点之间的关系边来存储数据
需要预先定义schema，即定义表，即哪些行/属性	schema不是必须的
访问“关系”的效率低下，需要联合表等	存储的边，即代表“关系”，访问效率高
结构化查询语言SQL	Graph Query Language: Cypher

Neo4j重点解决了拥有大量连接的传统RDBMS在查询时出现的性能衰退问题。

图数据库的基本概念

简单例子

接下来将用以上简单例子来说明图数据库中的基本概念。

Nodes

Nodes:节点代表实体，图中的每个矩形代表一个实体，最简单的图只有一个节点。

Labels

Labels:标签，代表 Node/节点/实体 属于哪一个集体，每一个 Node/节点/实体 可以有0个或多个标签。
标签也可以在运行时添加，所以标签也可以描述节点的状态信息。
如下图所示，Tom Hanks既属于Person，又属于Actor。

Relationship

Relationship:关系即代表图中的边，Relationship连接两个节点，使得组织成列表、树、图等更为复杂的结构。
比如上图表示 Tom Hanks在电影Forrest Gump中饰演角色Forrest，其中 饰演角色 就是Tom Hanks和Forrest Gump的关系/Relationship。

RelationshipType

RelationshipType:yige一个Relationship必须有且仅有一个RelationshipType，比如例子中ACTED_IN关系连接了Tom Hanks节点和Forrest Gump节点，并且Tom Hanks节点是起始节点(Source Node,该节点有一条出边)，Forrest Gump是目标节点(Target Node，该节点有一条入边)。

Properties

Properties:属性，即描述 Node/节点 或者 Relationship/关系 的属性。

在这个例子中， Person有 name和born属性，Movie有title和released属性，:ACTED_IN有roles属性。

Schema

Schema:模式，在Neo4J中是可选的，即可以不预先定义一个schema而直接产生数据，以上图例子中，可以不需要为Person定义一个Schema必须包含name和born两个属性。
添加Schema可以提高性能，所以如果需要更高性能可以考虑schema，参见8.schema

Cypher

Graph Query Language
一个小例子如下：

(:Person) -[:LIVES_IN]-> (:City) -[:PART_OF]-> (:Country)

Node Relationship定义与使用

Node Synax

括号()表示一个节点。如下例子中matrix为该节点的变量名/标识符，代表这个节点。花括号{}代表属性。

()
(matrix)
(:Movie)
(matrix:Movie)
(matrix:Movie {title: "The Matrix"})
(matrix:Movie {title: "The Matrix", released: 1997})

Relationship syntax

中括号[]表示一条边 / Relationship type, --表示无向图，-->表示有向图。如下例子中role为该关系的变量名。

-->
-[role]->
-[:ACTED_IN]->
-[role:ACTED_IN]->
-[role:ACTED_IN {roles: ["Neo"]}]->

Pattern syntax

将Node和Relationship组合起来的语法称作Pattern syntax。即Pattern就是将node relationship组合起来。

(keanu:Person:Actor {name:  "Keanu Reeves"} )
-[role:ACTED_IN     {roles: ["Neo"] } ]->
(matrix:Movie       {title: "The Matrix"} )

Pattern Variable

为了避免重复，Cypher支持定义Pattern变量，用法如下：

acted_in = (:Person)-[:ACTED_IN]->(:Movie)

对节点和关系的操作

配置环境，请参考我的上一篇文章neo4j ubuntu安装环境配置 python实例

在安装路径下bin/cypher-shell进入命令行，因为我用的实验室服务器没法访问网页版，所以用的shell，不知道网页版啥样的我哭辽… 能用网页版尽量用网页版！

创建节点

创建两个节点a, b

CREATE (a:Person {name:'Liz'}) return a;
CREATE (b:Person {name:'Mike'})  return b;

创建关系

创建a与b之间的朋友关系，从2001起a是b的朋友。

 MATCH (a:Person {name:'Liz'}), (b:Person {name:'Mike'}) 
 MERGE (a)-[:FRIENDS {since:2001} ]->(b);

查询

查询Mike从2001年起交的所有的朋友

MATCH (a:Person)-[:FRIENDS {since:2001} ]->(b:Person {name:'Mike'}) RETURN a,b;

修改

将名字为Liz的节点，添加Age属性

MATCH (a:Person {name:'Liz'}) SET a.age=34;

将名字为Liz的节点，删除Age属性

MATCH (a:Person {name:'Liz'}) REMOVE a.age;

将名字为Liz的节点删除

MATCH (a:Person {name:'Liz'}) DELETE a;

删库

MATCH (n) DETACH DELETE n;

neo4j driver

neo4j-driver	py2neo
official driver	community driver
neo4j可以提供技术支持	社区开源，更高级的封装，可以不熟悉Cypher

neo4j-driver

neo4j-driver有两个概念， Driver Objects和 Cypher sessions。

Driver Object 驱动程序对象保存Neo4J的详细信息，包括 服务器uri、凭证信息、配置信息等、管理Cypher session连接池；

Cypher Session 事务性工作单元的逻辑上下文。人话就是，真正执行Cypher语句的地方。

安装

pip install neo4j

例子

# step 1：导入 Neo4j 驱动包
from neo4j import GraphDatabase
# step 2：连接 Neo4j 图数据库
driver = GraphDatabase.driver("bolt://127.0.0.1:7687", auth=("neo4j", "newneo4j"))
# driver = GraphDatabase.driver("http://127.0.0.1:7474", auth=("neo4j", "neo4j"))

# 添加 关系 函数
def add_friend(tx, name, friend_name):
    tx.run("MERGE (a:Person {name: $name}) "
        "MERGE (a)-[:KNOWS]->(friend:Person {name: $friend_name})",
        name=name, friend_name=friend_name)
# 定义 关系函数
def print_friends(tx, name):
    for record in tx.run("MATCH (a:Person)-[:KNOWS]->(friend) WHERE a.name = $name "
                        "RETURN friend.name ORDER BY friend.name", name=name):
        print(record["friend.name"])

# step 3：运行
with driver.session() as session:
    session.write_transaction(add_friend, "Arthur", "Guinevere")
    session.write_transaction(add_friend, "Arthur", "Lancelot")
    session.write_transaction(add_friend, "Arthur", "Merlin")
    session.read_transaction(print_friends, "Arthur")

语法

建议参考官方文档，边用边查。

py2neo

安装

pip install py2neo

例子

# step 1：导包
from py2neo import Graph, Node, Relationship
# step 2：构建图
g = Graph("http://localhost:7474",auth=("neo4j","newneo4j"))
# step 3：创建节点
tx = g.begin()
a = Node("Person", name="Alice")
tx.create(a)
b = Node("Person", name="Bob")
# step 4：创建边
ab = Relationship(a, "KNOWS", b)
# step 5：运行
tx.create(ab)

tx.commit()

语法

建议参考官方文档，边用边查。

安装 环境配置

参考我的上一篇文章 neo4j ubuntu安装环境配置 python实例

参考链接

1. 图形数据库
2. 关系型数据库
3. Graph Database Concept
4. Cypher
5. 手把手教你快速入门知识图谱 - Neo4J教程
6. Datawhale 知识图谱组队学习 之 Task 1 知识图谱介绍
7. Using Neo4J from Python
8. py2neo
9. Cypher Sessions