在這個三篇系列文章的***篇文章中，我們將學習圖數據庫(graph database)的基礎知識，它支持了這地球上***的一些數據池。

對于海量的各種非結構化信息來說，圖數據庫已經成為幫助收集、管理和搜索大量數據的技術。在這三篇系列文章中，我們將使用開源圖數據庫軟件 Neo4j 來研究圖數據庫。

在本文中，我將向你展示圖數據庫的基礎知識，幫助你快速了解概念模型。在第二篇中，我將向你展示如何啟動 Neo4j 數據庫，并使用內置的瀏覽器工具填充一些數據。而且，在本系列的***一篇文章中，我們將探討一些在開發工作中使用的 Neo4j 編程庫。

掌握圖數據庫的概念模型是有用的，所以我們從那里開始。圖數據庫中只存儲兩種數據：節點node和邊edge。

• 節點是實體：諸如人物、發票、電影、書籍或其他具體事物。這些有些等同于關系數據庫中的記錄或行。
• 邊名關系：連接節點的概念、事件或事物。在關系數據庫中，這些關系通常存儲在具有鏈接字段的數據庫行中。在圖數據庫中，它們本身就是有用的，是可以以其自己的權限搜索的對象。

節點和邊都可以擁有可搜索的屬性。例如，如果你的節點代表人，他們可能擁有名字、性別、出生日期、身高等屬性。而邊的屬性可能描述了兩個人之間的關系何時建立，見面的情況或關系的性質。

這是一個幫助你可視化的圖表：

Graph database image 1

在這張圖中，你知道 Jane Doe 有一個新的丈夫 John;一個女兒(來自她以前的夫妻關系)Mary Smith 和朋友 Robert 和 Rhonda Roe。Roes 有一個兒子 Ryan，他正在與 Mary Smith 約會。

看看它怎么工作?每個節點代表一個獨立于其他節點的人。你需要找到關于那個人的一切都可以存儲在節點的屬性中。邊描述了人們之間的關系，這與你在程序中需要的一樣多。

關系是單向的，且不能是無向的，但這沒有問題。由于數據庫可以以相同的速度遍歷兩個方向，并且方向可以忽略，你只需要定義一次此關系。如果你的程序需要定向關系，則可以自由使用它們，但如果雙向性是暗含的，則不需要。

另外需要注意的是，圖數據庫本質上是無 schema 的。這與關系數據庫不同，關系數據庫每行都有一組列表，并且添加新的字段會給開發和升級帶來很多工作。

每個節點都可以擁有一個標簽label;對于大多數程序你需要“輸入”這個標簽，是對典型的關系數據庫中的表名的模擬。標簽可以讓你區分不同的節點類型。如果你需要添加新的標簽或屬性，修改程序來用它就行!

使用圖數據庫，你可以直接開始使用新的屬性和標簽，節點將在創建或編輯時獲取它們。不需要轉換東西;只需在你的代碼中使用它們即可。在這里的例子中，你可以看到，我們知道 Jane 和 Mary 最喜歡的顏色和 Mary 的出生日期，但是別人沒有(這些屬性)。這個系統不需要知道它;用戶可以在正常使用程序的過程中訪問節點時為其添加信息(屬性)。

作為一名開發人員，這是一個有用的特性。你可以將新的標簽或屬性添加到由節點處理的表單中并開始使用它，而不必進行數據庫 schema 的修改。對于沒有該屬性的節點，將不顯示任何內容。你可以使用任何一種類型的數據庫來為表單進行編碼，但是你可以放下在關系型數據庫中要進行的許多后端工作了。

讓我們添加一些新的信息：

Graph database image 2, defining a new type of node

這是一個新的節點類型，它代表一個位置，以及一些相關關系。現在我們看到 John Doe 出生在加利福尼亞州的 Petaluma，而他的妻子 Jane 則出生在德克薩斯州的 Grand Prairie。 他們現在住在得克薩斯州的賽普拉斯，因為 Jane 在附近的休斯頓工作。Ryan Roe 缺乏城市關系對數據庫來說沒有什么大不了的事情，我們不知道那些信息而已。當用戶輸入更多數據時，數據庫可以輕松獲取新數據并添加新數據，并根據需要創建新的節點和關系。

了解節點和邊應該足以讓你開始使用圖形數據庫。如果你像我一樣，已經在考慮如何在一個圖中重組你的程序。在本系列的下一篇文章中，我將向你展示如何安裝 Neo4j、插入數據，并進行一些基本的搜索。