使用 Springboot + Neo4j 实现知识图谱功能开发-51CTO.COM

Neo4j 框架介绍和特性

Neo4j 是一个高性能的、开源的图数据库。它将数据存储为图结构，其中节点表示实体，边表示实体之间的关系。这种图数据模型非常适合处理复杂的关系型数据，能够高效地进行关系查询和遍历。

Neo4j 的主要特性包括：

强大的图查询语言 Cypher：Cypher 是一种专门为 Neo4j 设计的声明式查询语言，使得查询和操作图数据变得直观和高效。

Cypher 语言常用操作基本使用说明：

创建节点：

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

上述语句创建了一个名为"Alice"，年龄为 30 岁的"Person"类型的节点。

创建关系：

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

此语句在"Alice"和"Bob"节点之间创建了名为"FRIEND"，建立时间为"2023"的关系。

查询节点：

MATCH (n:Person) RETURN n

返回所有"Person"类型的节点。

查询具有特定属性的节点：

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

查找年龄为 30 岁的"Person"节点。

更新节点属性：

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

将"Alice"节点的年龄更新为 31 岁。

删除节点或关系：

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

删除"Alice"节点。

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

删除"Alice"和"Bob"之间的"FRIEND"关系。

按照条件筛选和排序结果：

MATCH (n:Person)
WHERE n.age > 20
RETURN n.name, n.age
ORDER BY n.age DESC

查找年龄大于 20 岁的"Person"节点，并按照年龄降序排列返回其姓名和年龄。

使用聚合函数：

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

计算"Person"节点的数量。

路径查询：

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

查找从"Alice"到"Bob"最多经过 3 步的路径。

关联查询：

MATCH (a:Person)-[r:FRIEND]->(b:Person)
WHERE a.name = 'Alice' AND b.age > 25
RETURN b

查找"Alice"的朋友中年龄大于 25 岁的人。

系统安装及基本使用说明

（一）使用 Docker 安装 Neo4j

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

（二）启动 Neo4j 服务

（三）基本使用

访问 Neo4j 浏览器界面，通常在 http://localhost:7474/ 。
使用 Cypher 语言创建节点、关系和进行查询操作。

项目依赖配置（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>
    <!-- 其他必要的依赖 -->
</dependencies>

YAML 属性文件配置（application.yml）

spring:
  data:
    neo4j:
      uri: bolt://localhost:7687
      username: your_username
      password: your_password

代码示例

实体类

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;

    // 构造函数、getter 和 setter 方法
}

数据访问层

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

public interface PersonRepository extends Neo4jRepository<Person, Long> {

    // 新增：根据用户名查找用户及其朋友
    Person findByNameAndFetchFriends(String name);

    // 新增：获取知识图谱的方法
    List<Person> getKnowledgeGraph();
}

服务层

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：添加朋友关系
    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：获取用户的朋友列表
    public List<Person> getFriends(String personName) {
        Person person = personRepository.findByNameAndFetchFriends(personName);
        return person.getFriends();
    }

    // 新增：获取知识图谱
    public List<Person> getKnowledgeGraph() {
        return personRepository.getKnowledgeGraph();
    }
}

控制器层

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：添加朋友关系的接口
    @PostMapping("/addFriendship")
    public void addFriendship(@RequestBody AddFriendshipRequest request) {
        personService.addFriendship(request.getPersonName1(), request.getPersonName2());
    }

    // 新增：获取用户朋友列表的接口
    @GetMapping("/friends/{personName}")
    public List<Person> getFriends(@PathVariable String personName) {
        return personService.getFriends(personName);
    }

    // 新增：查看知识图谱的接口
    @GetMapping("/knowledgeGraph")
    public List<Person> getKnowledgeGraph() {
        return personService.getKnowledgeGraph();
    }

    // 新增：添加朋友关系的请求类
    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;
        }
    }
}

前端代码（使用 Vue.js 示例）

<template>
  <div>
    <input v-model="newPerson.name" placeholder="输入人员姓名" />
    <button @click="createPerson">创建人员</button>

    <input v-model="personName1" placeholder="输入第一个人员姓名" />
    <input v-model="personName2" placeholder="输入第二个人员姓名" />
    <button @click="addFriendship">添加朋友关系</button>

    <input v-model="personNameForFriends" placeholder="输入要查看朋友的人员姓名" />
    <button @click="getFriends">获取朋友列表</button>

    <button @click="getKnowledgeGraph">查看知识图谱</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>

总结:

本次架构方案通过整合 Springboot 和 Neo4j，实现了一套包含人员创建、朋友关系管理以及知识图谱查看的功能系统。在实现过程中，充分考虑了功能的完整性、性能优化以及用户体验等方面。但在实际应用中，仍需根据具体业务需求和数据规模进行进一步的调整和优化，以确保系统的稳定和高效运行。