Neo4j的部署和操作

注：本博文展示部署哥操作步骤和命令，具体报告及运行截图可通过上方免费资源绑定下载

一．数据库的部署与配置

在单个节点上对进行数据库的单机部署

（1）上传neo4j-community-3.5.30-unix.tar.gz到hadoop1的/export/software目录

（2）解压缩neo4j：$ tar -xzf /export/software/neo4j-community-3.5.30-unix.tar.gz -C /export/servers/

（3）进入Neo4j解压缩目录，修改conf目录下的配置文件neo4j.conf

·cd /export/servers/neo4j-community-3.5.30

·vi conf/neo4j.conf

修改内容如下：

（4）启动Neo4j数据库：bin/neo4j start

（5）停止Neo4j数据库：bin/neo4j stop

（6）重启Neo4j数据库：bin/neo4j restart

1. 查看Neo4j数据库的状态：bin/neo4j status

（8）使用web访问http://hadoop1:7474， 默认用户名和密码均为“neo4j”

（9）在输入框中输入指令可以显示教程：play start

二．使用命令访问数据库

1.节点和关系的创建：创建节点（包括属性）、创建关系、创建唯一节点。

（1）创建节点：创建三个Person节点，分别代表 Alice、Bob 和 Charlie，每个节点都有name和age属性。

·CREATE (a:Person {name: 'Alice', age: 28})

·CREATE (b:Person {name: 'Bob', age: 32})

·CREATE (c:Person {name: 'Charlie', age: 25})

1. 创建关系：使用MATCH找到指定的节点（Alice, Bob, Charlie），然后使用CREATE创建关系KNOWS，表示他们之间相互认识。

// Alice 认识 Bob

·MATCH (a:Person {name: 'Alice'}), (b:Person {name: 'Bob'})

·CREATE (a)-[:KNOWS]->(b)

// Bob 认识 Charlie

·MATCH (b:Person {name: 'Bob'}), (c:Person {name: 'Charlie'})

·CREATE (b)-[:KNOWS]->(c)

（3）创建唯一节点：确保只有一个名为 'Charlie' 的节点存在

·MERGE (d:Person {name: 'Charlie'})

2.节点和关系的查询：查询节点、条件查询、查询关系

（1）查询节点：查询所有Person节点并查看它们的name和age属性。

·MATCH (n:Person)

·RETURN n.name, n.age

1. 条件查询：查询年龄大于30的用户，并返回他们的name和age。

·MATCH (n:Person)

·WHERE n.age > 30

·RETURN n.name, n.age

1. 查询关系：查询所有的KNOWS关系，并返回两个节点（a和b）以及它们之间的关系（r）

·MATCH (a:Person)-[r:KNOWS]->(b:Person)

·RETURN a.name, b.name, r

3.更新标签或属性：更新属性、更新标签

（1）更新属性：更新name为'Alice'的Person节点的age属性为30

·MATCH (n:Person {name: 'Alice'})

·SET n.age = 30

（2）更新标签：给name为'Alice'的Person节点添加了一个新的标签Employee，表示她同时是Employee类型的节点。

·MATCH (n:Person {name: 'Alice'})

·SET n:Employee

上述操作更新后的节点表如下：

4.删除节点和关系：删除属性、删除节点、删除关系、删除所有的节点和关系

（1）删除属性：删除name为'Alice'的Person节点的age属性。

·MATCH (n:Person {name: 'Alice'})

·REMOVE n.age

（2）删除节点：删除name为'Bob'的Person节点

·MATCH (n:Person {name: 'Bob'})

·DETACH DELETE n

1. 删除关系：删除名为 Alice 和 Bob 之间的 KNOWS 关系

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

·DELETE r

（4）删除所有的节点和关系：

·MATCH (n)

·DETACH DELETE n

三．数据库的设计

图书管理系统包含两个主要实体：图书和读者。它们之间通过一个关系来进行联系，借阅记录表示图书与读者之间的借阅关系，本系统共设计两个节点标签，分别是图书（存储图书的相关信息）和读者（存储读者的基本信息），一个关系标签借阅关系（表示图书与读者之间的借阅关系）。

1.数据库设计

（1）图书节点标签

标签名称：Book

属性：

title：图书名称

category：图书类别，如文学、小说等

published_date：图书出版日期

author_name：作者名称

author_birth_date：作者出生日期

publisher_name：出版商名称

publisher_address：出版商地址

（2）读者节点标签

标签名称：Reader

属性：

name：读者姓名

dob：读者出生日期

email：电子邮件

phone_number：联系电话

address：住址

（3）借阅关系标签

标签名称：BORROWED

连接节点：Reader与Book

属性：

borrow_date：借阅日期

return_date：归还日期

（4）实体与关系的增删改查

①新增操作

新增图书：使用 CREATE 命令添加新的图书节点（Book）。图书节点包括图书的标题、类别、出版日期、作者信息、出版商等属性。

新增借阅记录：使用 CREATE 命令在图书与读者之间建立一个新的借阅关系（BORROWED）。该关系包含借阅日期、归还日期等属性，连接已存在的读者节点（Reader）和图书节点（Book）。

新增读者：使用 CREATE 命令添加新的读者节点（Reader）。读者节点包括读者的姓名、出生日期、联系信息（如电话、地址、电子邮件等）等属性。

②删除操作

删除图书：使用 DELETE 命令删除指定的图书节点（Book）。删除时需要先找到该图书节点，可以通过图书标题等属性进行匹配。

删除借阅记录：使用 DELETE 命令删除图书与读者之间的借阅关系（BORROWED）。通过匹配读者和图书的具体信息，删除它们之间的借阅关系。

删除读者：使用 DELETE 命令删除指定的读者节点（Reader）。删除时需要先找到该读者节点，并确认与该读者相关的借阅关系（如果有）是否也需要删除。

③更新操作

更新图书信息：使用 SET 命令更新图书节点的某些属性，如图书的标题、作者、出版商等信息。通过匹配图书的具体属性（如标题），更新节点中的内容。

更新借阅记录：使用 SET 命令更新借阅关系的属性，如借阅日期、归还日期等。通过匹配特定的读者和图书，更新相应的借阅记录。

更新读者信息：使用 SET 命令更新读者节点的某些属性，如读者的姓名、电子邮件、联系电话等。通过匹配读者的具体信息（如姓名），更新该节点的内容。

④查询操作

查询某本图书的详细信息：使用 MATCH 命令查询图书节点的相关信息。可以根据图书的标题、作者或其他属性来查询图书的详细信息。

查询某本图书的借阅记录：使用 MATCH 命令查询所有借阅特定图书的记录。可以通过图书的标题或ID，找到借阅该图书的所有读者，以及借阅的日期和归还日期等信息。

查询某位读者的借阅记录：使用 MATCH 命令查询特定读者的所有借阅记录。通过读者的姓名或ID，查询该读者借阅的所有图书，并返回图书的详细信息（如标题、作者等）。

查询某位读者的详细信息：使用 MATCH 命令查询读者的详细信息。可以根据读者的姓名或ID，返回该读者的姓名、出生日期、联系方式等信息。

2.图设计与填充数据

（1）图书节点数据填充

CREATE (b1:Book {

  title: '活着',

  category: '文学',

  published_date: '1993-06-01',

  author_name: '余华',

  author_birth_date: '1960-04-03',

  publisher_name: '作家出版社',

  publisher_address: '北京市朝阳区'

})

CREATE (b2:Book {

  title: '百年孤独',

  category: '小说',

  published_date: '1967-06-05',

  author_name: '加西亚·马尔克斯',

  author_birth_date: '1927-03-06',

  publisher_name: '南海出版公司',

  publisher_address: '上海市徐汇区'

})

（2）读者节点数据填充

CREATE (r1:Reader {

  name: '张三',

  dob: '1990-05-15',

  email: '[e-mail]',

  phone_number: '123-4567-8901',

  address: '北京市海淀区'

})

CREATE (r2:Reader {

  name: '李四',

  dob: '2005-02-28',

  email: '[e-mail]',

  phone_number: '987-6543-2100',

  address: '上海市浦东新区'

})

（3）借阅关系节点数据填充

MATCH (r:Reader {name: '张三'}), (b:Book {title: '活着'})

CREATE (r)-[:BORROWED {borrow_date: '2024-11-01', return_date: '2024-11-15'}]->(b)

MATCH (r:Reader {name: '李四'}), (b:Book {title: '百年孤独'})

CREATE (r)-[:BORROWED {borrow_date: '2024-11-02', return_date: '2024-11-20'}]->(b)

四．编程实现数据库的访问

使用Python访问实现设计的图书管理系统的Neo4j数据库，步骤如下：

（1）在Python中连接到Neo4j数据库：

import neo4j

# 数据库连接
uri = "neo4j://localhost:7687"  # Neo4j默认连接端口
username = "neo4j"
password = "neo4j"

driver = neo4j.GraphDatabase.driver(uri, auth=(username, password))

（2）图书管理系统包含以下节点类型和关系：

Book：图书节点，包含书名、作者、出版日期等属性。

Reader：读者节点，包含姓名、联系方式等属性。

BORROWED：借阅关系，表示图书与读者之间的借阅关系，包含借阅日期和归还日期。

创建这些节点的函数：

def create_book(tx, title, category, published_date, author_name, author_birth_date, publisher_name, publisher_address):

    query = (

        "CREATE (b:Book {title: $title, category: $category, published_date: $published_date, "

        "author_name: $author_name, author_birth_date: $author_birth_date, "

        "publisher_name: $publisher_name, publisher_address: $publisher_address})"

    )

    tx.run(query, title=title, category=category, published_date=published_date,

           author_name=author_name, author_birth_date=author_birth_date,

           publisher_name=publisher_name, publisher_address=publisher_address)

def create_reader(tx, name, dob, email, phone_number, address):

    query = (

        "CREATE (r:Reader {name: $name, dob: $dob, email: $email, "

        "phone_number: $phone_number, address: $address})"

    )

tx.run(query, name=name, dob=dob, email=email, phone_number=phone_number, address=address)

（3）插入图书和读者：

def insert_data():

    with driver.session() as session:

        # 新增图书

        session.write_transaction(create_book, "活着", "文学", "1993-06-01", "余华", "1960-04-03", "作家出版社", "北京市朝阳区")

        session.write_transaction(create_book, "百年孤独", "小说", "1967-06-05", "加西亚·马尔克斯", "1927-03-06", "南海出版公司", "上海市徐汇区")

        # 新增读者

        session.write_transaction(create_reader, "张三", "1990-05-15", "[e-mail]", "123-4567-8901", "北京市海淀区")

        session.write_transaction(create_reader, "李四", "2005-02-28", "[e-mail]", "987-6543-2100", "上海市浦东新区")

（4）查询所有图书及其属性：

def get_all_books(tx):

    query = "MATCH (b:Book) RETURN b.title AS title, b.author_name AS author, b.published_date AS published_date"

    result = tx.run(query)

    for record in result:

        print(f"Title: {record['title']}, Author: {record['author']}, Published Date: {record['published_date']}")

（5）更新图书的出版日期：

def update_book(tx, title, new_publish_date):

    query = "MATCH (b:Book {title: $title}) SET b.published_date = $new_publish_date"

tx.run(query, title=title, new_publish_date=new_publish_date)

更新《活着》：session.write_transaction(update_book, "活着", "1993-07-01")

（6）删除某本图书和读者节点：

def delete_book(tx, title):

    query = "MATCH (b:Book {title: $title}) DELETE b"

    tx.run(query, title=title)

def delete_reader(tx, name):

    query = "MATCH (r:Reader {name: $name}) DELETE r"

tx.run(query, name=name)

（7）建立图书与读者之间的借阅关系：

def create_borrowed_relationship(tx, book_title, reader_name, borrow_date, return_date):

    query = (

        "MATCH (b:Book {title: $book_title}), (r:Reader {name: $reader_name}) "

        "CREATE (r)-[:BORROWED {borrow_date: $borrow_date, return_date: $return_date}]->(b)"

    )

    tx.run(query, book_title=book_title, reader_name=reader_name, borrow_date=borrow_date, return_date=return_date)

建立张三与《活着》之间的关系：session.write_transaction(create_borrowed_relationship, "活着", "张三", "2024-11-01", "2024-11-15")