摘要：Neo4j是一款非常流行的開源圖型NoSQL數據庫。它完全支持ACID數據庫事務屬性，由於其良好的圖數據模型設計，Neo4j的速度非常快。對於構建性能優異的推薦系統來說，Neo4j的速度要比傳統的關系型數據庫快1000倍。
本文作者Daniel Bartl是一位項目開發者，在這里分享如何使用Spring Data Neo4j來構建推薦系統。Neo4j是一款非常流行的開源圖型NoSQL數據庫。它完全支持ACID數據庫事務屬性，由於其良好的圖形數據模型設計，Neo4j的速度非常快。對於連接的數據操作，Neo4j的速度要比傳統的關系型數據庫快1000倍。Spring Data是Spring的一個核心項目，其下涵蓋了如Spring Data JPA、Spring Data MongoDB、Spring Data Redis、Spring for Hadoop等子項目，而Spring Data Neo4j也是Spring Data下的一個重要子項目，它提供了高級的特性以將注解的實體類映射到Neo4j圖型數據庫上。其模板編程模型類似於我們熟知的Spring模板，為與圖的交互提供了基礎，此外也用於高級的倉庫支持。該項目旨在為NoSQL數據庫操作提供便捷的支持。
在文章的末尾實現了一個的示例，該示例是一個購物系統，能計算出其他用戶的瀏覽結果供當前用戶參考是很重要的特性，現在很多電商都提供了這個特性，例如Amazon。由於用戶與商品之間的聯系是很容易使用圖表來表達的，因此該示例將使用Neo4j來表示結點以及結點之間的關系。
Spring Data Neo4j簡介
首先來介紹一下Spring Data。這是SpringSource的一個項目，旨在為NoSQL數據庫提供Spring的編程模型以及便捷性。Spring Data支持各種NoSQL數據庫，如Redis、Riak以及MongoDB等等。它還為Hadoop等MapReduce實現提供了一個抽象層。
Spring Data Neo4j起步於2010年，你可以在Neo4j網站上找到很多有價值的資源。目前最棒的指南就是由該項目的主開發者Michael Hunger所編寫的“Good Relationships”，這本指南提供了免費的下載，也有相應的HTML版本。其中有些Spring Data Neo4j代碼示例位於Spring Data Neo4j Git倉庫上。此外，O’Reilly也有一本關於Spring Data Neo4j的圖書。
為何不使用核心Neo4j？
當然了，你也可以只使用核心Neo4j或是構建自己的集成方案。但如果你過去曾有過其他的Spring項目開發經驗，那么你就會發現Spring的好處了。作為一名軟件工程師，你不想關注於實體映射或是事務管理等細節信息。你只要了解這些概念就行了，剩下的事情Spring會幫你處理，這相當於Spring中的Hibernate支持一樣：
- 通用的Spring與Spring Data基礎設施。你可以輕松將Neo4j嵌入到Spring框架所管理的現有應用當中。
- 通過注解來聲明結點以及結點之間的關系。
- 代碼很容易理解。
- 實體狀態由圖型數據庫所維護。
- 支持Neo4j服務器。
如何使用Spring Data Neo4j？
如果使用Maven，那么你可以通過將如下配置添加到pom.xml中，將Spring Data Neo4j引入到項目中（除了Spring與Neo4j的依賴外）：
- 通用的Spring與Spring Data基礎設施。你可以輕松將Neo4j嵌入到Spring框架所管理的現有應用當中。
- 通過注解來聲明結點以及結點之間的關系。
- 代碼很容易理解。
- 實體狀態由圖型數據庫所維護。
- 支持Neo4j服務器。
通過如下Spring的上下文來設置Neo4j：
Neo4j配置的“storeDirectory”屬性可以是任意的目錄，Neo4j數據庫將會存儲在那里。接下來開始實現代表圖模型的結點與關系實體。
如何聲明結點實體？
創建如下的類來表示結點實體：
在Spring框架中getters與setters對於屬性訪問是必須的。你還可以實現自己的額外的方法。一個典型的Neo4j實體一般是個經典的JavaBean，包含了屬性以及訪問器。此外，我們還建議實現equals與hashCode方法，因為有時Spring Data Neo4j會比較對象來判斷結點與關系映射。
如何創建結點與實體間的關系？
Spring Data可以通過3種不同的方式來處理結點間的關系，到底選擇哪一種取決於兩個方面：需要建模的關系類型（1對1還是1對多）以及是簡單關系還是復雜關系。復雜關系擁有額外的屬性。
1對1關系非常簡單：主結點通過屬性來引用子節點（需要實現訪問器），無需注解。Spring Data會處理所有其他事情。
在簡單的1對多關系中，你需要在主結點中添加一個包含子結點的集合（參見上述代碼示例）。除此之外，你還需要通過@RelatedTo(type = “relationshipType”) 對集合添加注解，如下所示：
復雜關系能夠展示出Spring Data強大的圖建模能力。你可以通過額外的屬性對真實世界的關系建模，為了做到這一點，你需要創建用於存儲關系屬性的關系實體。此外，還需要通過注解（@StartNode與@EndNode）來指定主結點和子結點。參加如下代碼示例：
要注意@Fetch屬性。在很多情況下，在加載完特定的實體后，並不是所有相關的1對多對象都需要加載出來。當加載了一個結點實體后，Spring Data的默認行為只是取得標識相關對象的ID列表。這種方式類似於Hibernate等框架的延遲加載機制。如果不希望這樣，那可以在相應的結點實體上添加@Fetch注解。
一般來說，將關系類型作為常量定義在單獨的類中是個好做法，因為這些字符串會用在不同類中的不同結點上。我們的圖模型在結點間存在兩種關系類型，因此這個類如下代碼所示：
如何加載實體及實體間的關系？
要想訪問實體與關系，我們需要創建自己的接口並繼承Spring的GraphRepository接口，如下代碼所示：
如你所見，這個圖倉庫是個接口，只定義了函數名、返回值與Cypher查詢（如果需要的話）。這非常方便，因為框架並不需要相應的實現。根據上面聲明的參數以及主接口“GraphRepository”，Spring Data可以創建出與Neo4j核心API交互的代理對象。要想了解更多細節信息，請參閱關於倉庫的文檔。如果不熟悉Cypher，那么請看看這個Cypher指南。然而，有時自己實現GraphRepository也是必要的，在這種情況下，你可以編寫一個類並繼承該接口。
Spring Data Neo4j有哪些限制？
- 現在，它無法運行同時包含DISTINCT與ORDER BY的Cypher查詢。
- 如果遇到問題，日志消息不太直觀。
關於示例
該示例展示了一個購物系統的圖倉庫部分，重點是獲得其他用戶也查看過的商品。比如說，如果瀏覽過“奶酪比薩”頁面的用戶也看過“培根披薩”頁面，那么這對於尋找“奶酪比薩”的用戶也會很有用。你可以在Spring Data Neo4j Product User Test class中找到一些測試用例。
如何運行示例？
要想運行示例，你需要先安裝好Maven。如果不熟悉Maven，那么可以閱讀這篇文章來了解Maven的使用。示例代碼位於github上，地址是https://github.com/comsysto/spring-data-neo4j-showcase。
遇到問題怎么辦？
在准備這個示例時，我們遇到了一些挑戰，相信你可能也會遇到：
- 小心索引。如果使用id，那么應該在代碼中將其聲明為唯一的。
- 如果使用的關系有屬性，那么應該使用@RelatedToVia。
- 初始化所有集合，比如說上述示例中使用的HashSet。
- 不要將graphId作為ID。被刪除結點的graphId會被Neo4j重用，並且在刪除前一個后會用來表示另一個對象。
- 對於關系的開始與結束結點使用@Fetch，否則在加載結點時是不會獲取他們的。
- 不要修改getters與setters，因為他們會被框架用來保存值。
- 使用簡單的語句來開始Cypher查詢，然后不斷擴展直到達到自己的目標。
- 小心Cypher查詢中的字符串 轉義。Neo4j核心API中的字符串轉義與Spring Data的不同。
另外，你可以根據自己的需要擴展示例。比如說，可以向結點實體添加更多的屬性等。
原文：DZone （編譯/薛梁 責編/付江）