图数据库

图形数据库

图形数据库是以图形结构的形式存储数据的数据库。 它以节点，关系和属性的形式存储应用程序的数据。 正如RDBMS以表的“行，列”的形式存储数据，GDBMS以“图形”的形式存储数据。是NoSQL数据库的一种类型，它应用图形理论存储实体之间的关系信息。图形数据库是一种非关系型数据库，它应用图形理论存储实体之间的关系信息。最常见例子就是社会网络中人与人之间的关系。关系型数据库用于存储“关系型”数据的效果并不好，其查询复杂、缓慢、超出预期，而图形数据库的独特设计恰恰弥补了这个缺陷。

1.1 什么是图？

图由两个元素组成：节点和关系。

每个节点代表一个实体（人，地，事物，类别或其他数据），每个关系代表两个节点的关联方式。这种通用结构可以对各种场景进行建模 - 从道路系统到设备网络或由关系定义的任何其他事物。

1.2 什么是图数据库？

图数据库(Graph database)是以图这种数据结构存储和查询数据。

图形数据库是一种在线数据库管理系统，具有处理图形数据模型的创建，读取，更新和删除（CRUD）操作。

与其他数据库不同，关系在图数据库中占首要地位。这意味着应用程序不必使用外键或带外处理（如MapReduce）来推断数据连接。

与关系数据库或其他NoSQL数据库相比，图数据库的数据模型也更加简单，更具表现力。

图形数据库是为与事务（OLTP）系统一起使用而构建的，并且在设计时考虑了事务完整性和操作可用性。

1.3 两个重要属性

根据存储和处理模型不同，市面上图数据库也有一些区分。

比如：

Neo4J就是属于原生图数据库，它使用的后端存储是专门为Neo4J这种图数据库定制和优化的，理论上说能更有利于发挥图数据库的性能。

而JanusGraph不是原生图数据库，而将数据存储在其他系统上，比如Hbase。

① 图存储

一些图数据库使用原生图存储，这类存储是经过优化的，并且是专门为了存储和管理图而设计的。并不是所有图数据库都是使用原生图存储，也有一些图数据库将图数据序列化，然后保存到关系型数据库或者面向对象数据库，或其他通用数据存储中。

② 图处理引擎

原生图处理（也称为无索引邻接）是处理图数据的最有效方法，因为连接的节点在数据库中物理地指向彼此。非本机图处理使用其他方法来处理CRUD操作。

常见图形数据库

Neo4j

Neo4j是一个流行的图形数据库，它是开源的。最近，Neo4j的社区版已经由遵循AGPL许可协议转向了遵循GPL许可协议。尽管如此，Neo4j的企业版依然使用AGPL许可。Neo4j基于Java实现，兼容ACID特性，也支持其他编程语言，如Ruby和Python。

FlockDB

FlockDB是Twitter为进行关系数据分析而构建的。FlockDB迄今为止还没有稳定的版本，对于它是否是一个真正的图形数据库，尚有争议。FlockDB和其它图形数据库（如Neo4j、OrientDB）的区别在于图的遍历，Twitter的数据模型不需要遍历社交图谱。尽管如此，由于FlockDB应用于Twitter这样的大型站点，以及它相比其它图形数据库的简洁性，仍然值得我们值得关注。

AllegroGrap

AllegroGrap是一个基于W3c标准的为资源描述框架构建的图形数据库。它为处理链接数据和Web语义而设计，支持SPARQL、RDFS++和Prolog。 

GraphDB

GraphDB是德国sones公司在.NET基础上构建的。Sones公司于2007年成立，近年来陆续进行了几轮融资。GraphDB社区版遵循AGPL v3许可协议，企业版是商业化的。GraphDB托管在Windows Azure平台上。

InfiniteGraph

InfiniteGraph基于Java实现，它的目标是构建“分布式的图形数据库”，已被美国国防部和美国中央情报局所采用。除此之外，还有其他一些图形数据库，如OrientDB、InfoGrid和HypergraphDB。Ravel构建在开源的Pregel实现之上，微软研究院的Trinity项目也是一个图形数据库项目。

HugeGraph

百度开源的分布式图数据库。 支持标准的Apache Tinkerpop Gremlin图查询语言，支持属性图，可支持千亿级规模关系数据；支持多种后端存储（Cassandra，HBase，RocksDB，MySQL，PostgreSQL，ScyllaDB）；支持各类索引（二级索引、范围索引、全文索引、联合索引，均无需依赖第三方索引库）； 提供可视化的Web界面，可用于图建模、数据导入、图分析；提供导入工具支持从多种数据源中导入数据到图中，支持的数据源包括：CSV、HDFS、关系型数据库（MySQL、Oracle、SQL Server、PostgreSQL）；支持REST接口，并提供10+种通用的图算法；支持与Hadoop、Spark GraphX等大数据系统集成。