每个JanusGraph都有一个schema,该schema由edge labels, property keys和vertex labels组成。JanusGraph的schema可以显式或隐式创建,推荐用户采用显式定义的方式。JanusGraph的schema是可以在使用过程中修改的,而且不会导致服务宕机,也不会拖慢查询速度。
注意:通关系型数据库不同,图数据的schema是定义一张图,而非定义一个vertex的。在Mysql中,我们通常将建立一张表定义为创建一个schema,而在JanusGraph中,一个Graph用于一个schema。
组成结构如下:
JanusGraph Schema
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|-----------Vertex Lables
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|-----------Property Keys
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|-----------Edge Labels
Schema Type如edge label, vertex label及property key在元素首次创建时被赋予元素,且不能修改。
Definging Edge Labels
每个连接了两个vertex的edge都有一个label,用于表示关系的语义。例如一个edge label:friend表明了两个vertex有朋友关系。
要定义edge lable,调用makeEdgeLabel(String)方法,该方法返回一个builder,可以通过该builder设置edge的多样性(multiplicity),多样性属性定义了具有该label的edge的多样性约束,也即在一个vertex间的最大edge的个数。JanusGraph支持如下多样性。
Edge Label Multiplicity(边的标签多样性)
- MULTI
在一对vertex间可以有任意多个同样label的edge。
- SIMPLE
在一对vertex间最多只能有一个同样label的edge。
- MANY2ONE
图中任意一个Vertex最多有一个出度(outgoing)edge,和不限个数的入度(incoming)edge,注意:这些对edge的限制对同一个label生效。例如:
Label: mother
(大儿子)---------------------------------->|
(二儿子)---------------------------------->|------------------------>(母亲)
(小儿子)---------------------------------->|
- ONE2MANY
图中任意一个Vertex最多有一个入度(incoming)edge,和不限个数的出度(outgoing)edge,注意:这些对edge的限制对同一个label生效。例如:
Label:winnerof
|-------------------------->(game1)
(person)--------------------------->|-------------------------->(game2)
|-------------------------->(game3)
- ONE2ONE
某verex中具有同样Label的edge,只能有最多一个incoming edge和最多一个outgoing edge。
默认的多样性设置为MULTI,设置方法如下所示:
mgmt = graph.openManagement() follow = mgmt.makeEdgeLabel('follow').multiplicity(MULTI).make() mother = mgmt.makeEdgeLabel('mother').multiplicity(MANY2ONE).make() mgmt.commit()
Defining Property Keys
vertex和edge上的property是键值对,如name="Danie",中name就是键,value则是Danie,Property Key是Graph Schema中的一部分,并且也用约束value的值类型。
Property Key Data Type
使用dataType定义某个property key的数据类型,JanusGraph强制具有相同Key的value都有相同的数据类型来保证加入到图中的数据是有效的。
可以将某个property key的数据类型定义为Object.class来使该value存储任何值(可序列化的),但是还是推荐使用具有具体类型的值类型。设置的类的名称必须是一个确切的类而且不能是接口或抽闲类。JanusGraph提供了class 相等性,所有设置为子类型也是不可以的。
JanusGraph提供如下的数据类型:
Property Key Cardinality(属性key基数)
使用cardinality(Cardinality)来定义Vertex上某个指定key的value的基数。
- SINGLE
每个KEY只允许一个VALUE
- LIST
以LIST形式保存VALUE,也即可以有重复值。
- SET
以SET形式保存VALUE,不能有重复值。
默认的cardinality是SINGLE,因此试图向默认property中写入多个值是不可以的。
mgmt = graph.openManagement() //创建了一个名字为birthDate的属性,并设置值类型为LONG,且只能保存一个值 birthDate = mgmt.makePropertyKey('birthDate').dataType(Long.class).cardinality(Cardinality.SINGLE).make() //创建了一个名字为name的属性,并设置值类型为String,且可以保存不能重复的多个值 name = mgmt.makePropertyKey('name').dataType(String.class).cardinality(Cardinality.SET).make() //创建了一个名字为sensorReading的属性,并设置值类型为Double,且可以保存可以重复的多个值 sensorReading = mgmt.makePropertyKey('sensorReading').dataType(Double.class).cardinality(Cardinality.LIST).make() mgmt.commit()
Relation Types
Edge Labels和property keys结合起来被称为relation types,relation type的在图中必须唯一,也意味着property key和edge label不能有相同的名字。在JanusGraph中有查询relation type的API。
mgmt = graph.openManagement() if(mgmt.containsRelationType('name')) name = mgmt.getPropertyKey('name') mgmt.getRelationTypes(EdgeLabel.class) mgmt.commit()
Defining Vertex Labels
类似于edge,vertex也有label,但与edge不同的是,edge label是可选的,可用于区分不同类型的vertex,如user vertex和product vertex。
虽然vertex label无论在概念还是数据模型层面都是可选的,但JanusGraph为所有的vertex都指定了一个label,addVertex()方法创建的vertex都使用了janusGraph的默认vertex label。vertex label在graph中必须是唯一的。
下面是创建代码:
mgmt = graph.openManagement() person = mgmt.makeVertexLabel('person').make() mgmt.commit() // Create a labeled vertex person = graph.addVertex(label,'person') // Create an unlabeled vertex v = graph.addVertex() graph.tx().commit()
Automatic Schema Maker(自动创建schmea)
如果edge label, property key和vertex label没有被显式创建,则会在第一次使用时通过默认DefaultSchemaMaker创建。
默认的,隐式创建的edge label的multiplicity被设置为MULTI;隐式创建的property key设置为SINGLE,value数据类型为Object.class。用户可以通过实现和注册自己的DefaultSchemaMaker来自定义。
强烈建议用户显式创建,并配置系统为不支持隐式创建。
schema.default=none
Changing Schema Elements
edge label,property key和vertex label的定义一旦提交到graph就不能修改了,但是schema元素的名字是可以修改的。通过JanusGraphManagement.changeName(JanusGraphSchemaElement, String)。
mgmt = graph.openManagement() place = mgmt.getPropertyKey('place') mgmt.changeName(place,'location') mgmt.commit()
需要注意的是,更新schema element的名称可能不会立即可见,需要等待JanusGraph同步数据或后端数据同步完成。在更名可能导致冲突的情况下,可能要重启实例。如果需要更名,可以先将原来元素改名为新的不存在的元素名称,然后创建新的schema 元素,但不会影响已经创建的数据,需要通过批处理修改数据。