【Neo4j系列】Neo4j概念简介及整合SpringBoot

本文将针对Neo4j相关概念进行介绍，同时讲解Neo4j整合SpringBoot的详细步骤。

作者：后端小肥肠

1. 前言

随着信息时代的不断发展，我们日益面临着大规模数据的管理和分析挑战。图数据库的兴起为解决这一难题提供了新的可能性，而Neo4j正是在这一领域中脱颖而出的先锋之一。

本文档将引导您深入了解Neo4j图数据库的核心概念，同时演示如何将其与Spring Boot框架相集成，为您的应用程序提供强大的数据管理和查询能力。无论您是新手想要了解图数据库的基础知识，还是经验丰富的开发者寻求在Spring Boot项目中使用Neo4j的最佳实践，本文档都将为您提供有益的信息和实用的指导。

在阅读本文档时，请确保您具备基本的Java和Spring Boot开发知识，以便更好地理解和应用本文中介绍的概念。我们相信，通过学习Neo4j的核心理念并掌握与Spring Boot的整合，您将能够构建出更为灵活、高效的数据驱动应用程序。

2. Neo4j相关概念介绍

2.1. 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；

官网： Neo4j Graph Database & Analytics | Graph Database Management System

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

2.2. Neo4j数据模型

2.2.1. 图论基础

图是一组节点和连接这些节点的关系，图形以属性的形式将数据存储在节点和关系中，属性是用于表示数据的键值对。在图论中，我们可以表示一个带有圆的节点，节点之间的关系用一个箭头标记表示。最简单的可能图是单个节点：

在两个节点之间创建关系：

2.2.2. 属性图模型

Neo4j图数据库遵循属性图模型来存储和管理其数据。

属性图模型规则
表示节点，关系和属性中的数据
节点和关系都包含属性
关系连接节点
属性是键值对
节点用圆圈表示，关系用方向键表示。
关系具有方向：单向和双向。
每个关系包含"开始节点"或"从节点"和"到节点"或"结束节点"

在属性图数据模型中，关系应该是定向的。如果我们尝试创建没有方向的关系，那么它将抛出一个错误消息。在Neo4j中，关系也应该是有方向性的。如果我们尝试创建没有方向的关系，那么Neo4j会抛出一个错误消息，"关系应该是方向性的"。

Neo4j图数据库将其所有数据存储在节点和关系中，我们不需要任何额外的RDBMS数据库或NoSQL数据库来存储Neo4j数据库数据，它以图的形式存储数据。Neo4j使用本机GPE（图形处理引擎）来使用它的本机图存储格式。图数据库数据模型的主要构建块是：

节点
关系
属性

简单的属性图的例子：

这里我们使用圆圈表示节点。使用箭头表示关系，关系是有方向性的。我们可以用Properties（键值对）来表示Node的数据。

2.2.3. 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

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
双向关系

标签

标签（Label）将一个公共名称与一组节点或关系相关联，节点或关系可以包含一个或多个标签。我们可以为现有节点或关系创建新标签，我们可以从现有节点或关系中删除标签。标签用于将节点分组一个节点可以具有多个标签对标签进行索引以加速在图中查找节点本机标签索引针对速度进行了优化

Neo4j Browser

一旦我们安装Neo4j，我们就可以访问Neo4j数据浏览器

3. Neo4j安装

Neo4j安装有多种方式，本文仅讲解基于Docker的安装和Neo4j Desktop的安装。

3.1. Docker安装

拉取Docker镜像

java 复制代码

docker pull neo4j:4.4.18

2.运行容器

java 复制代码

docker run -idt -p 7474:7474 -p 7687:7687 --name neo4j -v /home/docker/neo4j/plugins/:/var/lib/neo4j/plugins -v /home/docker/neo4j/data:/data -v /home/docker/neo4j/logs:/logs -v /home/docker/neo4j/import:/var/lib/neo4j/import  -v /home/docker/conf:/var/lib/neo4j/conf --env NEO4J_AUTH=neo4j/123456 --env NEO4J_apoc_import_file_use__neo4j__config=true --env NEO4J_apoc_import_file_enabled=true --env NEO4J_apoc_export_file_enabled=true --env NEO4J_HOME=/var/lib/neo4j --restart=always neo4j:4.4.18

3.验证neo4j是否安装成功

访问安装机器（本地或者服务器）的7474端口即可进入以下界面：

3.2. Neo4j Desktop安装

网上教程比较多，我找了一个比较详细的，大家根据这篇来就行：

【知识图谱】图数据库Neo4jDesktop的安装图文详解（小白适用）_neo4j desktop-CSDN博客

4. Neo4j和Spring Boot整合

4.1. 开发环境搭建

4.1.2. 所需版本和工具

依赖	版本
Spring Boot	2.6.3
Neo4j	4.4.18
java	1.8以上

4.1.3. pom依赖

java 复制代码

<dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <!--neo4j-->
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-data-neo4j</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter-test</artifactId>
            <scope>test</scope>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.projectlombok</groupId>
            <artifactId>lombok</artifactId>
        </dependency>
</dependencies>

4.1.4. 核心代码讲解

4.1.4.1. Node操作

建立node实体类

java 复制代码

@Data
@Node("Person")
public class PersonNode {
    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;

    @Property("name")
    private String name;

    @Relationship(type = "KNOWS", direction = Relationship.Direction.OUTGOING)
    private List<Knows> knows;
}

2.建立node的repository

java 复制代码

@Repository
public interface PersonRepository extends Neo4jRepository<PersonNode,Long> {
}

3.新增node操作

java 复制代码

@Service
public class GraphServiceImpl implements GraphService {
    @Autowired
    private PersonRepository personRepository;
    @Override
    public String saveNode() {
        PersonNode person = new PersonNode();
        person.setName("小肥肠");
        personRepository.save(person);
        return "新增成功";
    }
}

4.运行结果

4.1.4.2. 关系操作

新增关系实体类

java 复制代码

@RelationshipProperties
@Data
public class Knows {
    @RelationshipId
    private Long id;

    @TargetNode
    private PersonNode personNode;

}

2.新增关系的repository

java 复制代码

public interface KnowsRepository extends Neo4jRepository<Knows, Long> {
    // 如果需要，添加自定义查询
}

新增关系操作

java 复制代码

    @Override
    public String saveNAndR() {
        PersonNode person = new PersonNode();
        person.setName("小肥肠1");
        personRepository.save(person);

        PersonNode person1 = new PersonNode();
        person1.setName("豆豆");
        personRepository.save(person1);

        // 创建关系并设置目标节点
        Knows knowsRelationship = new Knows();
        knowsRelationship.setPersonNode(person1); // 设置关系的目标节点

        if (person.getKnows() == null) {
            person.setKnows(new ArrayList<>());
        }
        person.getKnows().add(knowsRelationship);
        personRepository.save(person);
        return "新增成功";
    }

运行结果

5. 结语

本文对Neo4j的基本概念进行了讲解，同时展示了基于Spring Boot整合Neo4j的代码实践，想要了解Neo4j的更多内容可以动动你们发财的小手点点关注，Neo4j系列会持续更新~

6. 参考链接

【知识图谱】图数据库Neo4jDesktop的安装图文详解（小白适用）_neo4j desktop-CSDN博客