图形数据库介绍 _图形数据库

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Part 01 什么是图形数据库
?图形数据库是NoSQL数据库的一种类型，起源于欧拉理论和图理论，对应英文名是Graph Database 。一种专用于创建和处理图形的专业化单一用途平台，图形包括节点、边和属性，它们能够以关系数据库无法实现的方式来表示和存储数据。
图形数据库有两种常见的数据库模型：属性图(Property Graphs)和资源描述框架图(RDF Graphs) 。属性图侧重于分析和查询，而RDF图则侧重于数据集成。
1.1 属性图
属性图用于对数据之间的关系进行建模，能够基于这些关系进行查询和数据分析。属性图具有顶点（包含有关主题的详细信息）和边（表示顶点之间的关系）。顶点和边可以具有相关联的属性。属性图用途广泛，因此被广泛用于金融、制造、公共安全、零售等众多行业和领域。

节点(Nodes)：是图中的实体，用表示其类型的0到多个文本标签进行标记，相当于实体。
边(Edges)：是节点之间的定向链接，也称为关系。其中对应的“from node”称为源节点，“to node”称为目标节点。边是定向的且每条边都有一个类型，它们可以在任何方向上导航和查询。相当于实体之间的关系。
属性(Properties)：是一个键值对，顶点和边都具有属性。

下图是一个属性图片段的可视化示例，说明了演员、导演、电影和电视剧的相互关系：

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其中浅蓝色椭圆表示节点，深蓝色框表示节点的标签，黄色框表示属性，红色方框表示边的类型。
1.2 RDF图
RDF，即资源描述框架（Resource Description Framework），形式上主要由主谓宾（SPO, 即subject, predicate, object）三元组组成。RDF图存在统一的标准，其技术栈的标准是由万维网联盟(W3C)负责管理。
RDF图主要由以下两种元素组成：

节点（Nodes）：可以是具备唯一性的资源或字面值（如数值、字符串）。
边（Edges）：节点之间的有向连接，也被称为谓语（predicate），一般由主语指向宾语。

RDF也有标准的查询语言SPARQL，SPARQL既是一种功能齐全的查询语言，也是一种HTTP协议，可以接收通过HTTP发送的查询请求。
RDF图的标准化有一个关键点就是序列化。通过序列化可以在不同RDF图数据库之间无缝切换，常用的序列化格式包括Turtle（最常用）、JSON-LD、XML 。
下图是一个RDF图片段的可视化示例，内容和属性图片段示例基本一致：

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相比于属性图数据库，RDF数据库的可视化结果会更干净（构成数据的元素类型少），但也更宽广（节点和边的数量更多）。
Part 02 图形数据库的优势
?图形格式可提供一个更灵活的平台，帮助用户基于关系强度或关系质量等因素查找远关系或分析数据。您可以使用图形来探索和发现社交网络、物联网、大数据、数据仓库以及多种业务使用场景（包括银行中的欺诈检测、社交网络中的关系发现以及360度客户视图）下复杂事务数据中的关系和模式。如今，图形数据库正越来越广泛地应用于数据科学，帮助用户更加清晰地呈现数据关系。
由于图形数据库以显式方式存储关系，因此利用顶点间连接的查询和算法可以达到亚秒（而不是小时或天）级别。用户无需执行无数次联接，可以更轻松地将数据用于分析和机器学习，高效探索周围世界。
图形数据库高度灵活，功能超强，可助您通过图形格式，更轻松地识别复杂关系，捕获更深入的洞察。它通常使用PGQL一类的语言来运行查询。请查看以下示例，了解使用PGQL和SQL进行查询有何不同。