本节书摘来自华章出版社《深入实践Spring Boot》一书中的第2章，第2.14节，作者陈韶健，更多章节内容可以访问“华章计算机”公众号查看。
2.4 使用Neo4j
有没有既具有传统关系型数据库的优点，又具备NoSQL数据库优势的一种数据库呢？Neo4j就是一种这样的数据库。Neo4j是一个高性能的NoSQL图数据库，并且具备完全事务特性。Neo4j将结构化数据存储在一张图上，图中每一个节点的属性表示数据的内容，每一条有向边表示数据的关系。Neo4j没有表结构的概念，它的数据用节点的属性来表示。
2.4.1 Neo4j依赖配置
在Spring Boot中使用Neo4j非常容易，因为有spring-data-neo4j提供了强大的支持。首先，在工程的Maven管理中引入Neo4j的相关依赖，如代码清单2-20所示。
代码清单2-20 使用Neo4j的Maven依赖配置
<dependencies>
<dependency>
<groupId>org.springframework.boot</groupId>
<artifactId>spring-boot-starter-data-rest</artifactId>
</dependency>
<dependency>
<groupId>org.springframework.data</groupId>
<artifactId>spring-data-neo4j</artifactId>
<version>4.0.0.RELEASE</version>
</dependency>
<dependency>
<groupId>com.voodoodyne.jackson.jsog</groupId>
<artifactId>jackson-jsog</artifactId>
<version>1.1</version>
<scope>compile</scope>
</dependency>
</dependencies>
2.4.2 节点和关系实体建模
虽然Neo4j没有表结构的概念，但它有节点和关系的概念。例如，现在有演员和电影两个实体，它们的关系表现为一个演员在一部电影中扮演一个角色。那么就可以创建演员和电影两个节点实体，和一个角色关系实体。它们的实体-关系模型如图2-5所示。
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这个实体-关系模型的定义比起关系型数据库的实体-关系模型的定义要简单得多，但是它更加形象和贴切地表现了实体之间的关系。更难能可贵的是，这个实体-关系模型是可以不经过任何转换而直接存入数据库的，也就是说，在Neo4j图数据库中保存的数据与图2-5所示的相同，它仍然是一张图。这对于业务人员和数据库设计人员来说，它的意义相同。所以使用Neo4j数据库，将在很大程度上减轻了设计工作和沟通成本。
像JPA使用了ORM一样，Neo4j使用了对象-图形映射（Object-Graph Mapping，OGM）的方式来建模。代码清单2-21是演员节点实体建模，使用注解@JsonIdentityInfo是防止查询数据时引发递归访问效应，注解@NodeEntity标志这个类是一个节点实体，注解@GraphId定义了节点的一个唯一性标识，它将在创建节点时由系统自动生成，所以它是不可缺少的。这个节点预定义了其他两个属性，name和born。节点的属性可以随需要增加或减少，这并不影响节点的使用。
代码清单2-21 演员节点实体建模
@JsonIdentityInfo(generator=JSOGGenerator.class)
@NodeEntity
public class Actor {
@GraphId Long id;
private String name;
private int born;
public Actor() { }
代码清单2-22是电影节点实体建模，注解@Relationship表示List是一个关系列表，其中type设定了关系的类型，direction设定这个关系的方向，Relationship.INCOMING表示以这个节点为终点。addRole定义了增加一个关系的方法。
代码清单2-22 电影节点实体建模
@JsonIdentityInfo(generator=JSOGGenerator.class)
@NodeEntity
public class Movie {
@GraphId Long id;
String title;
String year;
String tagline;
@Relationship(type="ACTS_IN", direction = Relationship.INCOMING)
List<Role> roles = new ArrayList<>();
public Role addRole(Actor actor, String name){
Role role = new Role(actor,this,name);
this.roles.add(role);
return role;
}
public Movie() { }
代码清单2-23是角色的关系实体建模，注解@RelationshipEntity表明这个类是一个关系实体，并用type指定了关系的类型，其中@StartNode指定起始节点的实体，
@EndNode指定终止节点的实体，这说明了图中一条有向边的起点和终点的定义。其中定义了一个创建关系的构造函数Role（Actor actor，Movie movie，String name），这里的name参数用来指定这个关系的属性。
代码清单2-23 角色关系实体建模
@JsonIdentityInfo(generator=JSOGGenerator.class)
@RelationshipEntity(type = "ACTS_IN")
public class Role {
@GraphId
Long id;
String role;
@StartNode
Actor actor;
@EndNode
Movie movie;
public Role() {
}
public Role(Actor actor, Movie movie, String name) {
this.actor = actor;
this.movie = movie;
this.role = name;
}
2.4.3 节点实体持久化
像对其他数据库的访问和存取等操作一样，spring-data-neo4j提供了功能丰富的资源库可供调用，因此，对于演员和电影节点实体，可以创建它们对应的资源库接口，实现实体的持久化。代码清单2-24是电影资源库接口的定义，它继承于GraphRepository接口，实现了电影实体的持久化。使用相同方法可以对演员的节点实体实现持久化。关系实体却不用实现持久化，当保存节点实体时，节点实体的关系将会同时保存。
代码清单2-24 电影实体持久化
@Repository
public interface MovieRepository extends GraphRepository {
Movie findByTitle(@Param("title") String title);
}
其中GraphRepository接口的继承关系也遵循了Spring Boot资源库定义的规则，即使用与JPA相同的标准规范，所以它同样包含使用数据库的丰富功能，如图2-6所示。
2.4.4 Neo4j测试
代码清单2-24是Neo4j的数据库配置类，其中@Enable-TransactionManagement启用了事务管理，@EnableNeo4jRe-positories启用了Neo4j资源库并指定了我们定义的资源库接口的位置，在重载的SessionFactory函数中设定了定义实体的位置，这将促使定义的实体被作为域对象导入，RemoteServer设定连接Neo4j服务器的URL、用户名和密码，这些参数要依据安装Neo4j服务器的情况来设置。如果还没有安装Neo4j服务器，可参考附录A的方法进行安装，安装完成后启动服务器以备使用。
代码清单2-25 Neo4j配置类
@Configuration
@EnableTransactionManagement
@EnableNeo4jRepositories(basePackages = { "dbdemo.neo4j.repositories" })
public class Neo4jConfig extends Neo4jConfiguration {
@Override
public Neo4jServer neo4jServer() {
return new RemoteServer("http://192.168.1.221:7474","neo4j","12345678");
}
@Override
public SessionFactory getSessionFactory() {
return new SessionFactory("dbdemo.neo4j.domain");
}
}
现在可以编写一个测试程序来验证和演示上面编写的代码的功能，如代码清
单2-26所示。这个测试程序分别创建了三部电影和三个演员，以及三个演员在三部电影中各自扮演的角色，然后按照电影标题查出一部电影，按照其内在的关系输出这部电影的信息和每个演员扮演的角色。这些数据的内容参照了Neo4j帮助文档中提供的示例数据。
代码清单2-26 使用Neo4j的JUint测试程序
@RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class)
@ContextConfiguration(classes = {Neo4jConfig.class})
public class MovieTest {
private static Logger logger = LoggerFactory.getLogger(MovieTest.class);
@Autowired
MovieRepository movieRepository;
@Before
public void initData(){
movieRepository.deleteAll();
Movie matrix1 = new Movie();
matrix1.setTitle("The Matrix");
matrix1.setYear("1999-03-31");
Movie matrix2 = new Movie();
matrix2.setTitle("The Matrix Reloaded");
matrix2.setYear("2003-05-07");
Movie matrix3 = new Movie();
matrix3.setTitle("The Matrix Revolutions");
matrix3.setYear("2003-10-27");
Actor keanu = new Actor();
keanu.setName("Keanu Reeves");
Actor laurence = new Actor();
laurence.setName("Laurence Fishburne");
Actor carrieanne = new Actor();
carrieanne.setName("Carrie-Anne Moss");
matrix1.addRole(keanu, "Neo");
matrix1.addRole(laurence, "Morpheus");
matrix1.addRole(carrieanne, "Trinity");
movieRepository.save(matrix1);
Assert.notNull(matrix1.getId());
matrix2.addRole(keanu, "Neo");
matrix2.addRole(laurence, "Morpheus");
matrix2.addRole(carrieanne, "Trinity");
movieRepository.save(matrix2);
Assert.notNull(matrix2.getId());
matrix3.addRole(keanu, "Neo");
matrix3.addRole(laurence, "Morpheus");
matrix3.addRole(carrieanne, "Trinity");
movieRepository.save(matrix3);
Assert.notNull(matrix3.getId());
}
@Test
public void get(){
Movie movie = movieRepository.findByTitle("The Matrix");
Assert.notNull(movie);
logger.info("===movie=== movie:{}, {}",movie.getTitle(), movie.getYear());
for(Role role : movie.getRoles()){
logger.info("====== actor:{}, role:{}", role.getActor().getName(), role.getRole());
}
}
}
在IDEA的Run/Debug Conf?iguration配置中增加一个JUint的配置项目，模块选择neo4j，工作目录选择模块所在的根目录，测试程序选择MovieTest这个类，并将配置保存为neo4jtest。
使用Debug模式运行测试项目neo4jtest，如果测试通过，将在控制台中看到输出查询的这部电影和所有演员及其扮演的角色，如下所示：
=== movie=== movie:The Matrix, 1999-03-31
====== actor:Keanu Reeves, role:Neo
====== actor:Laurence Fishburne, role:Morpheus
====== actor:Carrie-Anne Moss, role:Trinity
这时，在数据库客户端的控制台上，单击左面侧边栏的关系类型ACTS_IN，可以看到一个很酷的图形，图中每部电影和每个演员是一个节点，节点的每条有向边代表了这个演员在那部电影中扮演的角色，如图2-7所示。