1. 图库的基本用法

这里以JanusGraph自带的“众神图”为例，介绍图库的基本用法。

众神图.png

图表中的特殊文字和符号修饰符（例如，粗体、下划线等）表示特定含义：

符号	含义
粗体key	图索引键
带有星号的粗体key	图形索引键必须具有唯一值
带下划线的key	以顶点为中心的索引键
空心头边	功能/唯一边关系（没有重复）
尾部交叉的边	单向边关系（只能在一个方向上移动，即关系推断不可逆）

1.1. 加载众神图到JanusGraph

1.1.1 使用索引加载图

conf/janusgraph-berkeleyje-es.properties 使用的是es后端索引，所以需要先启动es服务，然后在配置文件末尾加上es服务的ip：

index.search.backend=elasticsearch
index.search.hostname=192.168.200.101,192.168.200.102,192.168.200.103

这里后端数据存储，默认使用的是Berkeleyje，如果要使用Cassandra/HBase，加载对应的配置即可 conf/janusgraph-cql-es.properties conf/janusgraph-hbase-es.properties

gremlin> graph = JanusGraphFactory.open('conf/janusgraph-berkeleyje-es.properties')
==>standardjanusgraph[berkeleyje:../db/berkeley]
gremlin> GraphOfTheGodsFactory.load(graph)
==>null
gremlin> g = graph.traversal()
==>graphtraversalsource[standardjanusgraph[berkeleyje:../db/berkeley], standard]

JanusGraphFactory.open() GraphOfTheGodsFactory.load() 这两个方法执行完后，内部完成了以下操作：

1. 在图上创建全局的，以顶点中心的索引集合。
2. 将所有顶点及其属性添加到图中。
3. 将所有边线及其属性添加到图中。

众神图加载后创建的索引.png 众神图加载后创建的索引-顶点.png 众神图加载后创建的索引-边.png

1.1.2. 不使用索引加载图

不使用索引后端支持加载图时，用到下面配置：conf/janusgraph-cql.properties, conf/janusgraph-berkeleyje.properties, conf/janusgraph-hbase.properties, conf/janusgraph-inmemory.properties。
这时不能使用load，要使用 GraphOfTheGodsFactory.loadWithoutMixedIndex(graph, true)。
注意：conf/janusgraph-inmemory.properties 使用的是内存存储，即除了没使用索引后端，也没使用数据库后端

1.2. 全局图索引

图数据库访问的典型模式是：首先使用图的索引定位出入口点，这个入口点可以是一个元素或一组元素（元素可以是顶点或边），然后从入口点，根据Gremlin路径遍历其他元素，得出查询的子图来

通过唯一索引name找到saturn，然后就可得到它的属性以及相关的节点：

gremlin> saturn = g.V().has('name', 'saturn').next()
==>v[4272]
gremlin> g.V(saturn).valueMap()
==>[name:[saturn],age:[10000]]
gremlin> g.V(saturn).in('father').in('father').values('name')
==>hercules

属性place是一个边的索引，我们可以在众神图上查询发生在雅典（lat:37.97, lon:23.72）50公里内的所有事件，还可以进一步锁定这些事件涉及的人物：

gremlin> g.E().has('place', geoWithin(Geoshape.circle(37.97, 23.72, 50)))
==>e[2rz-394-9hx-6go][4216-battled->8376]
==>e[367-394-9hx-cs0][4216-battled->16560]
gremlin> g.E().has('place', geoWithin(Geoshape.circle(37.97, 23.72, 50))).as('source').inV().as('god2').select('source').outV().as('god1').select('god1', 'god2').by('name')
==>[god1:hercules,god2:nemean]
==>[god1:hercules,god2:hydra]

Graph indices（图索引，可以简单理解为顶点索引+边索引）是JanusGraph中的一种索引结构类型。当我们查询时（例如 has 或 interval），JanusGraph会自动使用图索引查出符合的所有顶点/边。JanusGraph第二部分索引是以顶点为中心的索引，这种索引查询效率比较高。

1.2.1. 图遍历样例

多次重复循环遍历可以简写

hercules = g.V(saturn).in('father').in('father').values('name')
# 上面 等效于 下面
hercules = g.V(saturn).repeat(__.in('father')).times(2).next()

查询 Hercules 的父母，以及其父母的身份

gremlin> g.V(hercules).out('father', 'mother')
==>v[4128]
==>v[4232]
gremlin> g.V(hercules).out('father', 'mother').values('name')
==>jupiter
==>alcmene
gremlin> g.V(hercules).out('father', 'mother').label()
==>god
==>human

查询 Hercules 参与的战斗，和战斗对象、战斗次数：

gremlin> g.V(hercules).out('battled')
==>v[8376]
==>v[8416]
==>v[16560]
gremlin> g.V(hercules).out('battled').valueMap()
==>[name:[nemean]]
==>[name:[cerberus]]
==>[name:[hydra]]
gremlin> g.V(hercules).outE('battled').has('time', gt(1)).inV().values('name')
==>cerberus
==>hydra

这里 has 遍历过滤 time>1 时，因为time构建了以顶点为中心的索引，所以这里JanusGraph智能的选择这个索引过滤，加快了了查询效率（时间复杂度 O(log n) n为边条数）。可以使用 toString() 查看 Gremlin 分解步骤

gremlin> g.V(hercules).outE('battled').has('time', gt(1)).inV().values('name').toString()
==>[GraphStep(vertex,[v[4216]]), VertexStep(OUT,[battled],edge), HasStep([time.gt(1)]), EdgeVertexStep(IN), PropertiesStep([name],value)]

1.2.2. 更多样例

gremlin> pluto = g.V().has('name', 'pluto').next()
==>v[2048]
gremlin> // 谁是 pluto 的同居者
gremlin> g.V(pluto).out('lives').in('lives').values('name')
==>pluto
==>cerberus
gremlin> // 不包含自己pluto的同居者
gremlin> g.V(pluto).out('lives').in('lives').where(is(neq(pluto))).values('name')
==>cerberus
gremlin> // 起别名
gremlin> g.V(pluto).as('x').out('lives').in('lives').where(neq('x')).values('name')
==>cerberus
gremlin> // pluto 兄弟的居住地
gremlin> g.V(pluto).out('brother').out('lives').values('name')
==>sky
==>sea
gremlin> // pluto 的兄弟分别住在哪里
gremlin> g.V(pluto).out('brother').as('god').out('lives').as('place').select('god', 'place')
==>[god:v[1024], place:v[512]]
==>[god:v[1280], place:v[768]]
gremlin> // pluto 的兄弟分别住在哪里，显示名字
gremlin> g.V(pluto).out('brother').as('god').out('lives').as('place').select('god', 'place').by('name')
==>[god:jupiter, place:sky]
==>[god:neptune, place:sea]
gremlin> // pluto 选择居住地的原因
gremlin> g.V(pluto).outE('lives').values('reason')
==>no fear of death
gremlin> // 因为喜欢选择居住地
gremlin> g.E().has('reason', textContains('loves'))
==>e[6xs-sg-m51-e8][1024-lives->512]
==>e[70g-zk-m51-lc][1280-lives->768]
gremlin> g.E().has('reason', textContains('loves')).as('source').values('reason').as('reason').select('source').outV().values('name').as('god').select('source').inV().values('name').as('thing').select('god', 'reason', 'thing')
==>[god:neptune, reason:loves waves, thing:sea]
==>[god:jupiter, reason:loves fresh breezes, thing:sky]

2. Gremlin 查询语言

JG的图查询语言使用的Gremlin 语言

2.1. 遍历过程介绍

gremlin> g.V().has('name', 'hercules').out('father').out('father').values('name')
==>saturn

上面的查询理解：

1. g: 通过graph.traversal()获取的当前图遍历的句柄
2. V: 对于图中的所有顶点
3. has('name', 'hercules'): 向下过滤顶点得到属性name=hercules的顶点（name是唯一索引，这里只有一个）
4. out('father'): 从hercules顶点沿着out方向的father边遍历
5. out('father'): 从hercules父亲的顶点（即Jupiter）沿着out方向的father边遍历
6. name: 获取hercules爷爷顶点的name属性

查看hercules的家谱，及out('father')多次重复

gremlin> g.V().has('name', 'hercules').repeat(out('father')).emit().values('name')
==>jupiter
==>saturn

2.2. 迭代遍历

Gremlin Console 是一个REPL(Read-eval-print-loop交互式解析器)环境，结果以字符串显示。但是过渡到Gremlin应用程序时就需要显示遍历，因为应用程序不会自动遍历。

这些是迭代遍历的一些常用方法：

• iterate()-预期结果为零或可以忽略。
• next() - 获得一个结果。
• next(int n) - 获取下n个结果，首先检查 hasNext()。
• toList() - 以列表的形式获取所有结果，如果没有返回一个空列表。

一个Java迭代遍历样例：

Traversal t = g.V().has("name", "pluto"); // 定义一个遍历t，注意遍历尚未执行/迭代
Vertex pluto = null;
if (t.hasNext()) { // 检查结果是否还有
    pluto = g.V().has("name", "pluto").next(); // 得到一个结果
    g.V(pluto).drop().iterate(); // 执行遍历以从graph中删除pluto
}
// 遍历可以被克隆以重用
Traversal tt = t.asAdmin().clone();
if (tt.hasNext()) {
    System.err.println("pluto was not dropped!");
}
List<Vertex> gods = g.V().hasLabel("god").toList(); // 查找所有的god