知识图谱、图数据库神器——Grakn

知识图谱、图数据库神器——Grakn

  1. 介绍什么是grakn

    可用于创建知识图谱或图数据库。里边会存节点数据 和 节点之间的关系。并且是支持分布式的。官方提供了java、node、python的三种语言的封装包。是基于gRPC 的方式调用

  2. 安装grakn

    • 支持linux、mac os x、windows平台、docker安装

    • 由于这个数据库数据存储用的是cassandra数据库，所以需要先安装Apache Cassandra 3.11.x and untar it

      我个人用的是docker部署

      docker pull graknlabs/grakn:latest

docker run \
--name grakn \
-d \
--restart=always \
-v /opt/grakn/db/:/grakn-core-all-linux/server/db/ \
-p 48555:48555 \
graknlabs

做了数据库文件的映射 ，其实是映射的cassandra的db位置。docker里自带cassandra服务

docker exec -ti grakn bash -c '/grakn-core-all-linux/grakn console' 
或者
docker exec -it grakn bash
cd grakn-core-all-linux
./grakn console -k xxx

  3. 创建表结构。数据库肯定要先定义表结构。当然官方支持的java等语言都有创建的步骤。但是感觉很繁琐而且不实用。没想到谁会频繁的去修改表结构。所以这里介绍的graql的写法。就是相当于sql的写法

    • 创建表结构第一步 了解表结构

      实体名 就是表名 entity
属性   就是字段  attribute 
主键   就是把属性设置成唯一键 key name
实体有一个角色的概念  这个主要是为了统一设置关系的 例如一部分实体有个角色是消费者  一部分实体的角色是生产者 那可能定义一种关系由生产者指向消费者
这就是role

还有实体之间的关系 relation  连线就是根据这个关系链接的

    • 了解实体

      比较牛的是他们的实体是可以继承的  跟java里的继承理解一样
post sub entity, ## entity这是个基类 实体都继承在这
  plays replied-to,
  plays tagged-in,
  plays reacted-to;

comment sub post,
  has content,
  plays attached-to;

media sub post,
  has caption,
  has file,
  plays attached;
video sub media;
photo sub media;

更牛是的还有抽象类
post sub entity, abstract;

  • 了解关系relation

    可以有多个关系 就是会有多个连线 

define

friendship sub relation,
  relates friend,
  plays requested-friendship;

friend-request sub relation,
  relates requested-friendship,
  relates friendship-requester,
  relates friendship-respondent;

person sub entity,
  plays friend,
  plays friendship-requester,
  plays friendship-respondent;
  
  relation也是有属性的
  friend-request sub relation,
  has approved-date,

  • 了解语法.直接上例子

    依次定义 属性 实体 关系即可

    efine

## 先定义属性
identifier sub attribute,
   value string;
naptan-id sub attribute,
   value string;
name sub attribute,
   value string;
lat sub attribute,
   value double;
lon sub attribute,
   value double;
duration sub attribute,
   value double;
distance sub attribute,
   value double;

## 在定义实体 因为实体会用到上边定义的属性
station sub entity,
   has naptan-id,
   has name,
   has lat,
   has lon,
   plays stop,
   plays beginning,
   plays end,
   plays origin,
   plays destination,
   plays contained-station;

tube-line sub entity,
   has name,
   plays route-operator;

route-section sub entity,
   has identifier,
   has duration,
   plays section,
   plays service;

## 定义关系 关系里包括了属性 和 角色之间的联系，这个角色是在定时实体时候定义的
route sub relation,
   has identifier,
   relates section,
   relates stop,
   relates origin as stop,
   relates destination as stop,
   relates route-operator;

tunnel sub relation,
   has identifier,
   has distance,
   relates beginning,
   relates end,
   relates service;

zone sub relation,
   has name,
   relates contained-station;

  1. 上边把表结构写好之后就要导入到数据库中了

    导入的语句是：
test是表名 后边是你写的数据表结构的文件
当然如果是在docker里要做个映射进来 或者通过docker cp拷贝进来
./grakn console --keyspace test --file path/to/the/schema.gql

  2. 表结构创建完了，接下来就是给表里写输入了 增、删、改、查

    增加

    isa 是实体的时候写 $p

    insert $p isa person,   $p就是自己的定义的变量可以随便起名字$aaa isa表明是实体 必须用isa
has full-name "John Parkson", has 属性名 具体的值
has gender "male", 
has email "john.parkson@gmail.com", 
has phone-number "+44-1234=567890";

插入就这样写

    删除

    match $p isa person, has email "raphael.santos@gmail.com"; 
match是查找的意思 意识是删除先查找出一个实体的变量$p,根据条件 email=“raphael.santos@gmail.com”  
delete $p isa person; 然后再删掉

    修改 其实是先删除再添加

    ## 先根据条件查找
match $org isa organisation, has name "Medicely", has registration-number $rn; 
## 根据查找到的那条数据删掉属性的值
delete $org has registration-number $rn;
##再找到那条数据 
match $org isa organisation, has name "Medicely"; 
## 给那个属性插入新的值
insert $org has registration-number "81726354";

    查找

    match $p isa person; get; limit 1; 查找person表的所有数据，但是返回的内容里只有id，如果要先都返回需要加上返回的属性
这一点比较麻烦，但是估计考虑的是性能

三、客户端java的封装

  1. maven引入依赖

     <!-- 他们自己管理的没有放到maven库 所以需要指定一下-->
 <repositories>
        <repository>
            <id>repo.grakn.ai</id>
            <url>https://repo.grakn.ai/repository/maven/</url>
        </repository>
    </repositories>
    <!--以下这两个可以访问上边的地址找最新的版本配置以下，我目前用的都是最新的-->
    <!-- 操作gql的依赖-->
     <dependency>
            <groupId>io.graql</groupId>
            <artifactId>graql-lang</artifactId>
            <version>1.0.7</version>
        </dependency>
    <!--grpc连接和执行的封装-->    
        <dependency>
            <groupId>io.grakn.client</groupId>
            <artifactId>grakn-client</artifactId>
            <version>1.8.1</version>
        </dependency>

  1. 加载schema,当然通过上边gql导入也是可以的，这里主要介绍java的导入方式

    
        GraknClient client = new GraknClient("http://192.168.1.111:48555");

        GraknClient.Session session = client.session("test");
        GraknClient.Transaction transaction = session.transaction().write();

        try {
            byte[] encoded = Files.readAllBytes(Paths.get("schemas/test.gql"));
            String query = new String(encoded, StandardCharsets.UTF_8);
            transaction.execute((GraqlDefine) Graql.parse(query));
            transaction.commit();
            System.out.println("Loaded the " + graknClientServer.getKeyspaceName() + " schema");
        } catch (IOException e) {
            transaction.close();
            session.close();
            client.close();;
            e.printStackTrace();
        }
     //注意关闭连接 否则会造成连接数过多，并且jvm里的资源也无法释放 肯定会崩
        transaction.close();
        session.close();
        client.close();;

  1. 然后也是增删改查

    增加

           //entity 这个参数是定义的实体 map参数是实体里的属性和要添加的值
       StatementInstance hasSql = var("p").isa(entity);
        for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
            hasSql = hasSql.has(entry.getKey(), entry.getValue());
        }
        GraqlInsert query = Graql.insert(hasSql);
        
        GraknClient.Transaction.QueryFuture<List<ConceptMap>> execute = transaction.execute(query);
        List<ConceptMap> conceptMaps = execute.get();
        insertId = conceptMaps.get(0).get("p").id().toString();
        transaction.commit();

    删除

    //参数为id  id即数据库的自己的 ‘VXXXX’
GraqlDelete query = Graql.match(
                var("p").id(id)
        ).delete(var("p"));
transaction.execute(query);
transaction.commit();

    修改

    //参数id 是要修改的那条数据的id 是“VXXX”。 参数map是要修改的字段和字段的值

//1。 删除属性的值
for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
 GraqlDelete delete_query = Graql.match(
     var("m").id(id).has(entry.getKey(), var("rn"))
 ).delete(var("rn"));
 transaction.execute(delete_query);
}

//2. 添加属性
StatementInstance has = null;
 for (Map.Entry<String, String> entry : map.entrySet()) {
     if (null == has) {
         has = var("m").has(entry.getKey(), entry.getValue());
 } else {
     has = has.has(entry.getKey(), entry.getValue());
 }
}

GraqlInsert insert_query = Graql.match(
 var("m").id(id)
).insert(
 has
);
transaction.execute(insert_query);
transaction.commit();

    查

           //参数为entity 实体名 参数params为hashmap "name"=>["like","测试"]  参数order为排序方式
       
       String queryEntity = " $" + entity + " isa " + entity;
        //显示的值
        for(Map.Entry<String, List<String>> entry: params.entrySet()) {
            queryEntity = queryEntity + ", has " + entry.getKey()+ " $" + entry.getKey();
        }
        queryEntity += ";";
        
        for(Map.Entry<String, List<String>> entry: params.entrySet()) {
            if(entry.getValue().size() > 0) {
                queryEntity = queryEntity + " $" + entry.getKey() + " " + queryMap.get(entry.getValue().get(0)) + " '" + entry.getValue().get(1) + "';";
            }
        }

        List<String> queryAsList = Arrays.asList(
                "match ",
                queryEntity,
                "get;sort $"+order+" asc;"
        );
        System.out.println("\nQuery:\n" + String.join("\n", queryAsList));
        String query = String.join("", queryAsList);

        List<Map<String, String>> result = new ArrayList<>();

        GraknClient.Transaction.QueryFuture<List<ConceptMap>> execute = transaction.execute((GraqlGet) parse(query));
        List<ConceptMap> answers = execute.get();

    当然最基本的节点操作就是以上的这些方法。基本的入门应该没问题了

    后续如果有需要大的话

    会将优化好的代码和关系的操作开源到github上

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