对于这样的应用，使用 Neo4j 来">存储数据会非常的自然，要优于使用关系数据库。本文对 Neo4j 进行了深入的介绍，并结合具体的实例来进行详细的说明，可以让您对 Neo4j 有深入的了解，从而可以在应用开发中恰当地选择 Neo4j 来作为存储方式。
数据存储一般是应用开发中不可或缺的组成部分。应用运行中产生的和所需要的数据被以特定的格式持久化下来。应用开发中很常见的一项任务是在应用本身的领域对象模型与数据存储格式之间进行相互转换。如果数据存储格式与领域对象模型之间比较相似，那么进行转换所需的映射关系更加自然，实现起来也更加容易。对于一个特定的应用来说，其领域对象模型由应用本身的特征来决定，一般采用最自然和最直观的方式来进行建模。所以恰当的选择数据存储格式就显得很重要。目前最常见的数据存储格式是关系数据库。关系数据库通过实体 - 关系模型（E-R 模型）来进行建模，即以表和表之间的关系来建模。在实际开发中可以使用的关系数据库的实现非常多，包括开源的和商用的。关系数据库适合用来存储数据条目的类型同构的表格型数据。如果领域对象模型中不同对象之间的关系比较复杂，则需要使用繁琐的对象关系映射技术（Object-Relationship Mapping，ORM）来进行转换。
对于很多应用来说，其领域对象模型并不适合于转换成关系数据库形式来存储。这也是非关系型数据库（NoSQL）得以流行的原因。NoSQL 数据库的种类很多，包括键值对数据库、面向文档数据库和图形数据库等。本文中介绍的 Neo4j 是最重要的图形数据库。Neo4j 使用数据结构中图（graph）的概念来进行建模。Neo4j 中两个最基本的概念是节点和边。节点表示实体，边则表示实体之间的关系。节点和边都可以有自己的属性。不同实体通过各种不同的关系关联起来，形成复杂的对象图。Neo4j 同时提供了在对象图上进行查找和遍历的功能。
对于很多应用来说，其中的领域对象模型本身就是一个图结构。对于这样的应用，使用 Neo4j 这样的图形数据库进行存储是最适合的，因为在进行模型转换时的代价最小。以基于社交网络的应用为例，用户作为应用中的实体，通过不同的关系关联在一起，如亲人关系、朋友关系和同事关系等。不同的关系有不同的属性。比如同事关系所包含的属性包括所在公司的名称、开始的时间和结束的时间等。对于这样的应用，使用 Neo4j 来进行数据存储的话，不仅实现起来简单，后期的维护成本也比较低。
Neo4j 使用“图”这种最通用的数据结构来对数据进行建模使得 Neo4j 的数据模型在表达能力上非常强。链表、树和散列表等数据结构都可以抽象成用图来表示。Neo4j 同时具有一般数据库的基本特性，包括事务支持、高可用性和高性能等。Neo4j 已经在很多生产环境中得到了应用。流行的云应用开发平台 Heroku 也提供了 Neo4j 作为可选的扩展。
在简要介绍完 Neo4j 之后，下面介绍 Neo4j 的基本用法。
Neo4j 基本使用
在使用 Neo4j 之前，需要首先了解 Neo4j 中的基本概念。
节点和关系
Neo4j 中最基本的概念是节点（node）和关系（relationship）。节点表示实体，由 org.neo4j.graphdb.Node 接口来表示。在两个节点之间，可以有不同的关系。关系由 org.neo4j.graphdb.Relationship 接口来表示。每个关系由起始节点、终止节点和类型等三个要素组成。起始节点和终止节点的存在，说明了关系是有方向，类似于有向图中的边。不过在某些情况，关系的方向可能并没有意义，会在处理时被忽略。所有的关系都是有类型的，用来区分节点之间意义不同的关系。在创建关系时，需要指定其类型。关系的类型由 org.neo4j.graphdb.RelationshipType 接口来表示。节点和关系都可以有自己的属性。每个属性是一个简单的名值对。属性的名称是 String 类型的，而属性的值则只能是基本类型、String 类型以及基本类型和 String 类型的数组。一个节点或关系可以包含任意多个属性。对属性进行操作的方法声明在接口 org.neo4j.graphdb.PropertyContainer 中。Node 和 Relationship 接口都继承自 PropertyContainer 接口。PropertyContainer 接口中常用的方法包括获取和设置属性值的 getProperty 和 setProperty。下面通过具体的示例来说明节点和关系的使用。
该示例是一个简单的歌曲信息管理程序，用来记录歌手、歌曲和专辑等相关信息。在这个程序中，实体包括歌手、歌曲和专辑，关系则包括歌手与专辑之间的发布关系，以及专辑与歌曲之间的包含关系。清单 1 给出了使用 Neo4j 对程序中的实体和关系进行操作的示例。
清单 1. 节点和关系的使用示例
private static enum RelationshipTypes implements RelationshipType { PUBLISH, CONTAIN } public void useNodeAndRelationship() { GraphDatabaseService db = new EmbeddedGraphDatabase("music"); Transaction tx = db.beginTx(); try { Node node1 = db.createNode(); node1.setProperty("name", "歌手 1"); Node node2 = db.createNode(); node2.setProperty("name", "专辑 1"); node1.createRelationshipTo(node2, RelationshipTypes.PUBLISH); Node node3 = db.createNode(); node3.setProperty("name", "歌曲 1"); node2.createRelationshipTo(node3, RelationshipTypes.CONTAIN); tx.success(); } finally { tx.finish(); } }
在 清单 1 中，首先定义了两种关系类型。定义关系类型的一般做法是创建一个实现了 RelationshipType 接口的枚举类型。RelationshipTypes 中的 PUBLISH 和 CONTAIN 分别表示发布和包含关系。在 Java 程序中可以通过嵌入的方式来启动 Neo4j 数据库，只需要创建 org.neo4j.kernel.EmbeddedGraphDatabase 类的对象，并指定数据库文件的存储目录即可。在使用 Neo4j 数据库时，进行修改的操作一般需要包含在一个事务中来进行处理。通过 GraphDatabaseService 接口的 createNode 方法可以创建新的节点。Node 接口的 createRelationshipTo 方法可以在当前节点和另外一个节点之间创建关系。
另外一个与节点和关系相关的概念是路径。路径有一个起始节点，接着的是若干个成对的关系和节点对象。路径是在对象图上进行查询或遍历的结果。Neo4j 中使用 org.neo4j.graphdb.Path 接口来表示路径。Path 接口提供了对其中包含的节点和关系进行处理的一些操作，包括 startNode 和 endNode 方法来获取起始和结束节点，以及 nodes 和 relationships 方法来获取遍历所有节点和关系的 Iterable 接口的实现。关于图上的查询和遍历，在下面小节中会进行具体的介绍。