本文转自公众号金融科技参考

什么是图形数据库

要理解图形数据库，你暂时还不需要具备太多图论的知识。实际上，图形数据库（GDBMS）在笔者眼中比关系数据库（RDBMS）更容易理解。

图（Graph）由顶点（Vertex）和边（Edge）组成。

在图形数据库领域，我们有时候喜欢把顶点和边称为节点（Node）和关系（Relationship），但显然它们是同一回事。

每个节点表示一个实体（个人、地点、事物、类别或其他数据块），每个关系表示两个节点的关联关系。

例如，两个节点 中国 和 台湾 的关系是 台湾 属于 中国；而两个节点 台湾 和 凤梨酥 的关系是 凤梨酥 是 台湾 的特产。

为什么图数据库是未来的必然趋势？

我们生活的世界充满了对象之间的相互联系，你能举出一个例子，某一对象是完全孤立、不和外界发生任何关联吗？图数据库在描述、存储、查询这些关联时具有天生优势。

我们继续扩展上面的例子，上海也属于中国，陆家嘴位于上海，乔治在陆家嘴上班，佩奇是乔治的姐姐，佩奇来自台湾，乔治虽然出生在内地但是去过台湾，乔治还很喜欢吃凤梨酥。

如果你是业务/产品工作人员，你一定希望你的产品或者业务涉及到用户的方方面面。如果你是开发人员，你一定希望能够简单高效地描述这个纷繁复杂的世界。

在传统的技术方中，一般会用关系型数据库对数据进行持久化（长时存储）。那么为了描述上图中的模型，我们需要建立多少张表呢？国家、省/市、人、食品、地标、国家与省/市关系、省/市与食品关系、人与省/市关系、人与……至少十几张表。

这倒没什么大不了的。

现在请查询：在哪个城市上班的人最喜欢吃凤梨酥？

嗯……你只需要关联食品表、人员表、人喜欢的食品关联关系表三张表就可以查到乔治等人喜欢吃凤梨酥，但是你还得再关联两张表找到他们在哪个地标工作，进而再关联两张表找到这些地标在哪个城市。还没完，你还得group by一下，再排个序。

你会觉得这个查询简直有病。但这恰恰是数据分析师最基本的工作，也是大数据时代海量信息处理的一个缩影。

利用图形数据库，我们可以更轻易地描述和更方便地查询上图所示的关系。下一节我们将看到，在关联关系更复杂的情形下，图形数据库的查询效率远远高于关系型数据库。

图数据库VS 关系型数据库

1.性能

大数据时代，人类社会的数据量呈爆发式增长。任何业务或产品所积累的数据一定是快速增长的，这没有疑义，但更重要的是，数据与数据之间的连接（或者说关系）将呈现平方级增长：

3个点最多有6条有向边，4个点最多有12个有向边，N个节点最多有N * (N-1)个有向边。

在传统的数据库中，随着关系的数量和深度的增加，关系查询的效率将急剧衰减，甚至崩溃。

然而图形数据库的性能将几乎不变，即使数据每天都在增长。

这个性能差异有多大呢，引用Neo4j（一款图形数据库）发布的测试数据，我们希望在一个社交网络里找到最大深度为指定值的朋友组合。

在100万人的人群中，设置每个人大约有50个朋友，随机选择两个人，是否存在一条路径，使得他们之间的关联关系长度为2或3或4或5？

图形数据库与关系型数据库执行时间对比如下表。

可见，在这种关联关系复杂且关联深度较大的情形下，用图形数据库对阵关系型数据库简直好比降维打击。

2.灵活性

图形数据模型的结构和模式随着解决方案和行业的变化而变化。开发团队不必提前对未来的需求进行详尽的建模（然后在某些业务/产品人员要求更改后彻底地推翻重做）；相反，新的节点、关系、节点的属性还有关系的属性都可以后期添加到现有结构中，完全不会危及当前的功能。

一个有趣的说法是：面对图形数据库模型，你只需要口述你的需求，然后让它作出改变；而关系型数据库模型则恰好相反，它告诉你它的需求，迫使你适应它那该死的表格结构。

3.敏捷性

使用图形技术开发完全符合当今的敏捷、测试驱动的开发实践，它允许数据层支持的应用程序随着业务需求的发展而快速迭代更新。

有哪些好用的图形数据库（最好是开源的）？

图形数据库技术日益发展的今天，已经有不少优秀的项目诞生并在各领域大展身手，比如：

Neo4j, Titan, JanusGraph, ArangoDB, OrientDB等。

金融科技参考将于近期推出图形数据库横评文章，详细介绍各项目的前世今生和优劣高低。