使用 Springboot + Neo4j 實(shí)現(xiàn)知識(shí)圖譜功能開(kāi)發(fā)

作者：編程疏影 2024-08-08 08:31:32

Neo4j 框架介紹和特性

Neo4j 是一個(gè)高性能的、開(kāi)源的圖數(shù)據(jù)庫(kù)。它將數(shù)據(jù)存儲(chǔ)為圖結(jié)構(gòu)，其中節(jié)點(diǎn)表示實(shí)體，邊表示實(shí)體之間的關(guān)系。這種圖數(shù)據(jù)模型非常適合處理復(fù)雜的關(guān)系型數(shù)據(jù)，能夠高效地進(jìn)行關(guān)系查詢和遍歷。

Neo4j 的主要特性包括：

強(qiáng)大的圖查詢語(yǔ)言 Cypher：Cypher 是一種專門(mén)為 Neo4j 設(shè)計(jì)的聲明式查詢語(yǔ)言，使得查詢和操作圖數(shù)據(jù)變得直觀和高效。

Cypher 語(yǔ)言常用操作基本使用說(shuō)明：

創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)：

CREATE (n:Person {name: 'Alice', age: 30})

上述語(yǔ)句創(chuàng)建了一個(gè)名為"Alice"，年齡為 30 歲的"Person"類型的節(jié)點(diǎn)。

創(chuàng)建關(guān)系：

MATCH (a:Person {name: 'Alice'}), (b:Person {name: 'Bob'})
CREATE (a)-[r:FRIEND {since: '2023'}]->(b)

此語(yǔ)句在"Alice"和"Bob"節(jié)點(diǎn)之間創(chuàng)建了名為"FRIEND"，建立時(shí)間為"2023"的關(guān)系。

查詢節(jié)點(diǎn)：

MATCH (n:Person) RETURN n

返回所有"Person"類型的節(jié)點(diǎn)。

查詢具有特定屬性的節(jié)點(diǎn)：

MATCH (n:Person {age: 30}) RETURN n

查找年齡為 30 歲的"Person"節(jié)點(diǎn)。

更新節(jié)點(diǎn)屬性：

MATCH (n:Person {name: 'Alice'})
SET n.age = 31
RETURN n

將"Alice"節(jié)點(diǎn)的年齡更新為 31 歲。

刪除節(jié)點(diǎn)或關(guān)系：

MATCH (n:Person {name: 'Alice'})
DELETE n

刪除"Alice"節(jié)點(diǎn)。

MATCH (a:Person {name: 'Alice'})-[r:FRIEND]->(b:Person {name: 'Bob'})
DELETE r

刪除"Alice"和"Bob"之間的"FRIEND"關(guān)系。

按照條件篩選和排序結(jié)果：

MATCH (n:Person)
WHERE n.age > 20
RETURN n.name, n.age
ORDER BY n.age DESC

查找年齡大于 20 歲的"Person"節(jié)點(diǎn)，并按照年齡降序排列返回其姓名和年齡。

使用聚合函數(shù)：

MATCH (n:Person)
RETURN COUNT(n) AS personCount

計(jì)算"Person"節(jié)點(diǎn)的數(shù)量。

路徑查詢：

MATCH p = (a:Person {name: 'Alice'})-[*1..3]->(b:Person {name: 'Bob'})
RETURN p

查找從"Alice"到"Bob"最多經(jīng)過(guò) 3 步的路徑。

關(guān)聯(lián)查詢：

MATCH (a:Person)-[r:FRIEND]->(b:Person)
WHERE a.name = 'Alice' AND b.age > 25
RETURN b

查找"Alice"的朋友中年齡大于 25 歲的人。

系統(tǒng)安裝及基本使用說(shuō)明

（一）使用 Docker 安裝 Neo4j

拉取 Neo4j 的 Docker 鏡像：docker pull neo4j
啟動(dòng) Neo4j 容器：docker run -d -p 7474:7474 -p 7687:7687 --name neo4j neo4j

（二）啟動(dòng) Neo4j 服務(wù)

（三）基本使用

訪問(wèn) Neo4j 瀏覽器界面，通常在 http://localhost:7474/ 。
使用 Cypher 語(yǔ)言創(chuàng)建節(jié)點(diǎn)、關(guān)系和進(jìn)行查詢操作。

項(xiàng)目依賴配置（pom.xml）

<dependencies>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-data-neo4j</artifactId>
    </dependency>
    <dependency>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-web</artifactId>
    </dependency>
    <!-- 其他必要的依賴 -->
</dependencies>

YAML 屬性文件配置（application.yml）

spring:
  data:
    neo4j:
      uri: bolt://localhost:7687
      username: your_username
      password: your_password

代碼示例

實(shí)體類

import org.neo4j.ogm.annotation.GeneratedValue;
import org.neo4j.ogm.annotation.Id;
import org.neo4j.ogm.annotation.NodeEntity;

@NodeEntity
public class Person {

    @Id
    @GeneratedValue
    private Long id;

    private String name;

    // 新增：朋友列表
    private List<Person> friends;

    // 構(gòu)造函數(shù)、getter 和 setter 方法
}

數(shù)據(jù)訪問(wèn)層

import org.springframework.data.neo4j.repository.Neo4jRepository;

public interface PersonRepository extends Neo4jRepository<Person, Long> {

    // 新增：根據(jù)用戶名查找用戶及其朋友
    Person findByNameAndFetchFriends(String name);

    // 新增：獲取知識(shí)圖譜的方法
    List<Person> getKnowledgeGraph();
}

服務(wù)層

import org.springframework.stereotype.Service;

@Service
public class PersonService {

    private final PersonRepository personRepository;

    public PersonService(PersonRepository personRepository) {
        this.personRepository = personRepository;
    }

    public void savePerson(Person person) {
        personRepository.save(person);
    }

    // 新增：添加朋友關(guān)系
    public void addFriendship(String personName1, String personName2) {
        Person person1 = personRepository.findByNameAndFetchFriends(personName1);
        Person person2 = personRepository.findByNameAndFetchFriends(personName2);
        person1.getFriends().add(person2);
        person2.getFriends().add(person1);
        personRepository.save(person1);
        personRepository.save(person2);
    }

    // 新增：獲取用戶的朋友列表
    public List<Person> getFriends(String personName) {
        Person person = personRepository.findByNameAndFetchFriends(personName);
        return person.getFriends();
    }

    // 新增：獲取知識(shí)圖譜
    public List<Person> getKnowledgeGraph() {
        return personRepository.getKnowledgeGraph();
    }
}

控制器層

import org.springframework.web.bind.annotation.GetMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

@RestController
public class PersonController {

    private final PersonService personService;

    public PersonController(PersonService personService) {
        this.personService = personService;
    }

    @PostMapping("/persons")
    public void createPerson(@RequestBody Person person) {
        personService.savePerson(person);
    }

    // 新增：添加朋友關(guān)系的接口
    @PostMapping("/addFriendship")
    public void addFriendship(@RequestBody AddFriendshipRequest request) {
        personService.addFriendship(request.getPersonName1(), request.getPersonName2());
    }

    // 新增：獲取用戶朋友列表的接口
    @GetMapping("/friends/{personName}")
    public List<Person> getFriends(@PathVariable String personName) {
        return personService.getFriends(personName);
    }

    // 新增：查看知識(shí)圖譜的接口
    @GetMapping("/knowledgeGraph")
    public List<Person> getKnowledgeGraph() {
        return personService.getKnowledgeGraph();
    }

    // 新增：添加朋友關(guān)系的請(qǐng)求類
    static class AddFriendshipRequest {
        private String personName1;
        private String personName2;

        public String getPersonName1() {
            return personName1;
        }

        public void setPersonName1(String personName1) {
            this.personName1 = personName1;
        }

        public String getPersonName2() {
            return personName2;
        }

        public void setPersonName2(String personName2) {
            this.personName2 = personName2;
        }
    }
}

前端代碼（使用 Vue.js 示例）

<template>
  <div>
    <input v-model="newPerson.name" placeholder="輸入人員姓名" />
    <button @click="createPerson">創(chuàng)建人員</button>

    <input v-model="personName1" placeholder="輸入第一個(gè)人員姓名" />
    <input v-model="personName2" placeholder="輸入第二個(gè)人員姓名" />
    <button @click="addFriendship">添加朋友關(guān)系</button>

    <input v-model="personNameForFriends" placeholder="輸入要查看朋友的人員姓名" />
    <button @click="getFriends">獲取朋友列表</button>

    <button @click="getKnowledgeGraph">查看知識(shí)圖譜</button>

    <ul v-if="knowledgeGraph.length > 0">
      <li v-for="person in knowledgeGraph" :key="person.name">{{ person.name }}</li>
    </ul>

    <ul v-if="friends.length > 0">
      <li v-for="friend in friends" :key="friend.name">{{ friend.name }}</li>
    </ul>
  </div>
</template>

<script>
import axios from 'axios';

export default {
  data() {
    return {
      newPerson: {
        name: ''
      },
      personName1: '',
      personName2: '',
      personNameForFriends: '',
      knowledgeGraph: [],
      friends: []
    };
  },
  methods: {
    createPerson() {
      axios.post('/persons', this.newPerson)
    .then(response => {
          console.log(response.data);
      })
   .catch(error => {
          console.error(error);
      });
    },
    addFriendship() {
      axios.post('/addFriendship', {
        personName1: this.personName1,
        personName2: this.personName2
      })
   .then(response => {
          console.log(response.data);
      })
   .catch(error => {
          console.error(error);
      });
    },
    getFriends() {
      axios.get(`/friends/${this.personNameForFriends}`)
   .then(response => {
          this.friends = response.data;
      })
   .catch(error => {
          console.error(error);
      });
    },
    getKnowledgeGraph() {
      axios.get('/knowledgeGraph')
   .then(response => {
          this.knowledgeGraph = response.data;
      })
   .catch(error => {
          console.error(error);
      });
    }
  }
}
</script>

總結(jié):

本次架構(gòu)方案通過(guò)整合 Springboot 和 Neo4j，實(shí)現(xiàn)了一套包含人員創(chuàng)建、朋友關(guān)系管理以及知識(shí)圖譜查看的功能系統(tǒng)。在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中，充分考慮了功能的完整性、性能優(yōu)化以及用戶體驗(yàn)等方面。但在實(shí)際應(yīng)用中，仍需根據(jù)具體業(yè)務(wù)需求和數(shù)據(jù)規(guī)模進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整和優(yōu)化，以確保系統(tǒng)的穩(wěn)定和高效運(yùn)行。

責(zé)任編輯：武曉燕來(lái)源：路條編程