使用 Springboot + Neo4j 實現知識圖譜功能開發

作者：編程疏影 2024-08-08 08:31:32

開發前端

本次架構方案通過整合 Springboot 和 Neo4j，實現了一套包含人員創建、朋友關系管理以及知識圖譜查看的功能系統。在實現過程中，充分考慮了功能的完整性、性能優化以及用戶體驗等方面。

Neo4j 框架介紹和特性

Neo4j 是一個高性能的、開源的圖數據庫。它將數據存儲為圖結構，其中節點表示實體，邊表示實體之間的關系。這種圖數據模型非常適合處理復雜的關系型數據，能夠高效地進行關系查詢和遍歷。

Neo4j 的主要特性包括：

強大的圖查詢語言 Cypher：Cypher 是一種專門為 Neo4j 設計的聲明式查詢語言，使得查詢和操作圖數據變得直觀和高效。

Cypher 語言常用操作基本使用說明：

創建節點：

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

上述語句創建了一個名為"Alice"，年齡為 30 歲的"Person"類型的節點。

創建關系：

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

此語句在"Alice"和"Bob"節點之間創建了名為"FRIEND"，建立時間為"2023"的關系。

查詢節點：

MATCH (n:Person) RETURN n

返回所有"Person"類型的節點。

查詢具有特定屬性的節點：

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

查找年齡為 30 歲的"Person"節點。

更新節點屬性：

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

將"Alice"節點的年齡更新為 31 歲。

刪除節點或關系：

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

刪除"Alice"節點。

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

刪除"Alice"和"Bob"之間的"FRIEND"關系。

按照條件篩選和排序結果：

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"節點，并按照年齡降序排列返回其姓名和年齡。

使用聚合函數：

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

計算"Person"節點的數量。

路徑查詢：

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

查找從"Alice"到"Bob"最多經過 3 步的路徑。

關聯查詢：

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。

系統安裝及基本使用說明

（一）使用 Docker 安裝 Neo4j

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

（二）啟動 Neo4j 服務

（三）基本使用

訪問 Neo4j 瀏覽器界面，通常在 http://localhost:7474/ 。
使用 Cypher 語言創建節點、關系和進行查詢操作。

項目依賴配置（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;

    // 構造函數、getter 和 setter 方法
}

數據訪問層

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

public interface PersonRepository extends Neo4jRepository<Person, Long> {

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

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

服務層

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

    // 新增：添加朋友關系的請求類
    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">創建人員</button>

    <input v-model="personName1" placeholder="輸入第一個人員姓名" />
    <input v-model="personName2" placeholder="輸入第二個人員姓名" />
    <button @click="addFriendship">添加朋友關系</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:

本次架構方案通過整合 Springboot 和 Neo4j，實現了一套包含人員創建、朋友關系管理以及知識圖譜查看的功能系統。在實現過程中，充分考慮了功能的完整性、性能優化以及用戶體驗等方面。但在實際應用中，仍需根據具體業務需求和數據規模進行進一步的調整和優化，以確保系統的穩定和高效運行。

責任編輯：武曉燕來源：路條編程

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