图数据建模基础

• Neo4j 图的组件
  • 节点（Nodes）
  • 标签（Labels）
  • 关系（Relationships）
  • 属性（Properties）
• 建模过程
  • 了解领域并为应用程序定义特定用例（问题）。
  • 开发初始图形数据模型。
    • 对节点（实体）建模。
    • 对节点之间的关系建模。
  • 针对初始数据模型测试用例。
  • 使用 Cypher 使用测试数据创建图形（实例模型）。
  • 测试用例，包括针对图表的性能。
  • 由于关键用例的变化或性能原因，重构（改进）图形数据模型。
  • 在图上实施重构并使用 Cypher 重新测试。
  • 图数据建模是一个迭代过程。
  • 重构在开发过程中很常见。与 RDBMS 中的模式不同，Neo4j 图形有一个非常灵活的可选模式。Cypher 开发人员可以轻松修改图形以表示改进的数据模型。
• 领域
  • 了解应用程序的域
    • 确定应用程序的利益相关者和开发人员。
    • 与利益相关者和开发人员
      • 详细描述应用程序。
      • 识别应用程序的系统和用户。
      • 就应用程序的用例达成一致。
      • 对用例的重要性进行排序。
• 模型的目的
  • 模型类型
    • 数据类型(Data model)
      • 数据模型描述了图形的标签、关系和属性。它没有将在图表中创建的特定数据。
      • 图形数据模型很重要，因为它定义了在应用程序创建和使用图形时将用于标签、关系类型和属性的名称。
    • 实例类型(Instance model)
      • 图数据建模过程的一个重要部分是针对用例测试模型。
      • 帮助我们确认我们的数据模型可以满足应用程序的用例。
  • 建模风格指南
    • 标签是以大写字母开头的单个标识符，可以是CamelCase。
      • 示例：个人、公司、GitHubRepo
    • 关系类型是单个标识符，全部为大写字母并带有下划线字符。
      • 示例：FOLLOWS、MARRIED_TO
    • 节点或关系的属性键是以小写字母开头的单个标识符，可以是CamelCase式。
      • 示例：deptId、firstName
• 建模节点（Modelig Nodes）
  • 名词
  • 定义标签（实体）
    • 用例的实体将是图形数据模型中的标记节点。
  • 节点属性
    • 作用
      • 唯一标识一个节点。
      • 回答应用程序用例的具体细节。
      • 返回数据。
  • 创建节点
    • MATCH (n) DETACH DELETE n;
    • MERGE (:节点名 {标签1: '属性', 标签2: '属性', 标签3: '属性', 标签4: [属性数组]})
• 建模关系（Modeling Relationships）
  • 动词
  • 关系是实体之间的联系
  • 命名关系
    • 使用所有大写字母/下划线字符的 Neo4j 最佳实践作为关系的名称。
  • 关系方向
    • 在 Neo4j 中创建关系时，方向必须明确指定或由指定模式中的从左到右方向推断。
    • 在运行时，在查询期间，通常不需要方向。
  • 关系属性
    • 关系的属性用于丰富两个节点的相关方式。
  • 定义关系时，必须定义
    • 关系的起始节点（带有标签）。
    • 关系的结束节点（带有标签）。
    • 关系的名称（类型）。
  • 创建关系
    • MERGE ( 起始节点 )-[ :关系名 { 关系属性名: '属性值' } ]->( 结束节点 )
    • 用于 MATCH 查找用户和电影节点，然后用于 MERGE 创建两个节点之间的关系。请记住，在创建关系时必须指定或推断（从左到右）方向。
  • 测试用例期间需要做什么
    • 向图中添加更多数据以测试可扩展性。
    • 测试和修改用于测试用例的任何 Cypher 代码。
    • 如果无法回答用例，则重构数据模型。
  • 测试用例
    • MATCH ( 别名1 : 节点/标签1 ) - [ 关系标签 : 关系 ] - ( 别名2 : 节点/标签2 ) WHERE 条件1 AND/OR 条件2 AND ['值1','值2'...] IN 列名 RETURN 列名/关系属性 AS 列名（列名长用反引号）ORDER BY 列名 DESC/ASC Limit 数字
    • 节点计数
      • MATCH ( 标签 : 节点 ) RETURN count(*)
    • 关系计数
      • MATCH () - [ :关系 ] - () RETURN count(*)
• 重构图表
  • 重构是更改数据模型和图形的过程。
  • 重构的原因
    • 建模的图表并没有回答所有的用例。
    • 出现了一个新的用例，您必须在数据模型中考虑该用例。
    • 用例的 Cypher 表现不佳，尤其是当图形缩放时
  • 重构步骤
    • 设计新的数据模型。
    • 编写 Cypher 代码来转换现有图形以实现新的数据模型。
    • 重新测试所有用例，可能使用更新的 Cypher 代码。
  • 图中的标签
    • 节点标签用作查询的锚点。
    • 向节点添加标签的主要原因
      • 使用标签有助于减少检索的数据量。
      • 最佳做法是将节点的标签数限制为 4
    • 返回图中的所有节点。
      • MATCH (n) RETURN n
    • 返回图中的所有Person节点。
      • MATCH (n:Person) RETURN n
      • 使用 PROFILE 分析查询
        • PROFILE MATCH (n:Person) RETURN n

          

        • 执行的次数和执行的时间，越小越优。

          

    • 不要过度的使用标签
      • 最佳做法是将节点的标签数限制为 4
      • 因为缓存是自动填充的，所以有时很难用小数据集来衡量性能。也就是说，数据库命中率和运行时间可能无法比较。
        • 用PROFILE分析查询
    • 重构模型
    • 重构图表
      • MATCH (p:Person) WHERE exists ((p)-[:ACTED_IN]-()) SET p:Actor
      • 重构图表后
        • 为受重构影响的用例重写任何 Cypher 查询。
        • 重新测试受重构影响的所有用例及所有查询。
  • 避免这些标签
    • 主义正交：标签之间应该没有任何关系
    • 表示类层次结构
• 消除重复数据
  • 重构图表已消除重复数据
    • 提高查询性能。
    • 减少图形所需的存储量。
  • 添加节点属性
    • MATCH ( m:Movie { m.title : 'Apollo13'} ) SET m.languages=['English']
  • 查询重复数据
    • MATCH ( 别名 : 节点 ) WHERE [ ' 值1 ' , ' 值2 ' ] IN 列名 RETURN 返回的列
  • 重构重复数据

    

    • 如Oracle数据库，新添加一个表，将重复的列的惟一值写到新表中
    • 创建新节点及属性
    • 创建节点关系
    • 删除旧节点属性
    • 使用分隔列表元素 UNWIND
  • 消除节点的复杂数据
    • 原因
      • 重复数据。许多节点可能在特定位置有生产公司，并且数据在许多节点中重复。如Oracle中的列名不能重复，主键惟一。
      • 与节点中的信息相关的查询需要检索所有节点。
    • 重构节点中包含复杂数据的图
      • 消除多个节点中的数据重复。
      • 提高查询性能。
• 使用特定关系
  • 重构以专门化关系

    

    • 重构图形以添加这些专用关系的代码使用 APOC 库。
    • apoc.merge.relationship 允许您在图中动态创建关系的过程。
    • 原因
      • 减少需要检索的节点数。
      • 提高查询性能。
• 中间结点
  • 创建原因
    • 在单个上下文中连接两个以上的节点。
      • 具有 from 和 to 属性超边（n 关系）
    • 将某事与一段关系联系起来。
    • 在实体之间共享图中的数据。
  • 重构来创建中间节点
    • 在单个上下文中连接两个以上的节点。
    • 在图中共享数据。
    • 将某事与一段关系联系起来。
  • 添加角色节点

    

    •  
      • match(a:Actor)-[r:ACTED_IN]->(m:Movie)
      • merge (x:Role{name:r.role})
      • merge(a)-[:PLAYED]->(x)
      • merge(x)-[:IN_MOVIE]->(m)