本文作者Daniel Bartl是一位專案開發者，在這裡分享如何使用Spring Data Neo4j來構建推薦系統。Neo4j是一款非常流行的開源圖型NoSQL資料庫。它完全支援ACID資料庫事務屬性，由於其良好的圖形資料模型設計，Neo4j的速度非常快。對於連線的資料操作，Neo4j的速度要比傳統的關係型資料庫快1000倍。Spring Data是Spring的一個核心專案，其下涵蓋了如Spring Data JPA、Spring Data MongoDB、Spring Data Redis、Spring for Hadoop等子專案，而Spring Data Neo4j也是Spring Data下的一個重要子專案，它提供了高階的特性以將註解的實體類對映到Neo4j圖型資料庫上。其模板程式設計模型類似於我們熟知的Spring模板，為與圖的互動提供了基礎，此外也用於高階的倉庫支援。該專案旨在為NoSQL資料庫操作提供便捷的支援。

在文章的末尾實現了一個的示例，該示例是一個購物系統，能計算出其他使用者的瀏覽結果供當前使用者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。由於使用者與商品之間的聯絡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係。

Spring Data Neo4j簡介

首先來介紹一下Spring Data。這是SpringSource的一個專案，旨在為NoSQL資料庫提供Spring的程式設計模型以及便捷性。Spring Data支援各種NoSQL資料庫，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專案的主開發者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程式碼示例位於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或是構建自己的整合方案。但如果你過去曾有過其他的Spring專案開發經驗，那麼你就會發現Spring的好處了。作為一名軟體工程師，你不想關注於實體對映或是事務管理等細節資訊。你只要瞭解這些概念就行了，剩下的事情Spring會幫你處理，這相當於Spring中的Hibernate支援一樣：

• 通用的Spring與Spring Data基礎設施。你可以輕鬆將Neo4j嵌入到Spring框架所管理的現有應用當中。
• 通過註解來宣告結點以及結點之間的關係。
• 程式碼很容易理解。
• 實體狀態由圖型資料庫所維護。
• 支援Neo4j伺服器。

如何使用Spring Data Neo4j？

如果使用Maven，那麼你可以通過將如下配置新增到pom.xml中，將Spring Data Neo4j引入到專案中（除了Spring與Neo4j的依賴外）：

• 通用的Spring與Spring Data基礎設施。你可以輕鬆將Neo4j嵌入到Spring框架所管理的現有應用當中。
• 通過註解來宣告結點以及結點之間的關係。
• 程式碼很容易理解。
• 實體狀態由圖型資料庫所維護。
• 支援Neo4j伺服器。

通過如下Spring的上下文來設定Neo4j：

Neo4j配置的“storeDirectory”屬性可以是任意的目錄，Neo4j資料庫將會儲存在那裡。接下來開始實現代表圖模型的結點與關係實體。

如何宣告結點實體？

建立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會比較物件來判斷結點與關係對映。

如何建立結點與實體間的關係？

Spring Data可以通過3種不同的方式來處理結點間的關係，到底選擇哪一種取決於兩個方面：需要建模的關係型別（1對1還是1對多）以及是簡單關係還是複雜關係。複雜關係擁有額外的屬性。

1對1關係非常簡單：主結點通過屬性來引用子節點（需要實現訪問器），無需註解。Spring Data會處理所有其他事情。

在簡單的1對多關係中，你需要在主結點中新增一個包含子結點的集合（參見上述程式碼示例）。除此之外，你還需要通過@RelatedTo(type = “relationshipType”) 對集合添加註解，如下所示：

複雜關係能夠展示出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係建模，為了做到這一點，你需要建立用於儲存關係屬性的關係實體。此外，還需要通過註解（@StartNode與@EndNode）來指定主結點和子結點。參加如下程式碼示例：

要注意@Fetch屬性。在很多情況下，在載入完特定的實體後，並不是所有相關的1對多物件都需要加載出來。當載入了一個結點實體後，Spring Data的預設行為只是取得標識相關物件的ID列表。這種方式類似於Hibernate等框架的延遲載入機制。如果不希望這樣，那可以在相應的結點實體上新增@Fetch註解。

一般來說，將關係型別作為常量定義在單獨的類中是個好做法，因為這些字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係型別，因此這個類如下程式碼所示：

如何載入實體及實體間的關係？

要想訪問實體與關係，我們需要建立自己的介面並繼承Spring的GraphRepository介面，如下程式碼所示：

如你所見，這個圖倉庫是個介面，只定義了函式名、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。根據上面宣告的引數以及主介面“GraphRepository”，Spring Data可以創建出與Neo4j核心API互動的代理物件。要想了解更多細節資訊，請參閱關於倉庫的文件。如果不熟悉Cypher，那麼請看看這個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介面。

Spring Data Neo4j有哪些限制？

1. 現在，它無法運行同時包含DISTINCT與ORDER BY的Cypher查詢。
2. 如果遇到問題，日誌訊息不太直觀。

關於示例

該示例展示了一個購物系統的圖倉庫部分，重點是獲得其他使用者也檢視過的商品。比如說，如果瀏覽過“乳酪比薩”頁面的使用者也看過“培根披薩”頁面，那麼這對於尋找“乳酪比薩”的使用者也會很有用。你可以在Spring Data Neo4j Product User Test class中找到一些測試用例。

如何執行示例？

遇到問題怎麼辦？

在準備這個示例時，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，那麼應該在程式碼中將其宣告為唯一的。
• 如果使用的關係有屬性，那麼應該使用@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，並且在刪除前一個後會用來表示另一個物件。
• 對於關係的開始與結束結點使用@Fetch，否則在載入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儲存值。
• 使用簡單的語句來開始Cypher查詢，然後不斷擴充套件直到達到自己的目標。
• 小心Cypher查詢中的字串 轉義。Neo4j核心API中的字串轉義與Spring Data的不同。

另外，你可以根據自己的需要擴充套件示例。比如說，可以向結點實體新增更多的屬性等。

原文：DZone