1、什么是圖數(shù)據(jù)庫

圖數(shù)據(jù)庫（Graph database）是以圖這種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)和查詢的數(shù)據(jù)庫。與其他數(shù)據(jù)庫不同，關(guān)系在圖數(shù)據(jù)庫中占首要地位。這意味著應(yīng)用程序不必使用外鍵或帶外處理（如 MapReduce）來推斷數(shù)據(jù)連接。與關(guān)系數(shù)據(jù)庫或其他 NoSQL 數(shù)據(jù)庫相比，圖數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)模型也更加簡(jiǎn)單，更具表現(xiàn)力。

圖數(shù)據(jù)庫在社交網(wǎng)絡(luò)、知識(shí)圖譜、金融風(fēng)控、個(gè)性化推薦、網(wǎng)絡(luò)安全等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。

2、圖數(shù)據(jù)庫調(diào)研

2.1、調(diào)研背景

隨著知識(shí)圖譜等業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的不斷增長(zhǎng)，現(xiàn)有圖數(shù)據(jù)庫 JanusGraph 應(yīng)對(duì)已經(jīng)比較吃力，導(dǎo)入時(shí)間已經(jīng)無法滿足業(yè)務(wù)的要求。因此尋找性能更好的開源屬性圖數(shù)據(jù)庫已經(jīng)成為了當(dāng)前迫切要做的事情。

2.2、調(diào)研過程

第一步，搜集常見的開源分布式屬性圖數(shù)據(jù)庫，

第二步，基于美團(tuán)、LightGraph、TigerGraph、GalaxyBase 等圖數(shù)據(jù)庫測(cè)試報(bào)告，分析可得幾個(gè)圖數(shù)據(jù)庫性能

第三步，為了驗(yàn)證 Nebula Graph 的性能，對(duì) Nebula Graph 和 JanusGraph 進(jìn)行了一次性能對(duì)比測(cè)試，測(cè)試結(jié)果如下：

2.3、調(diào)研結(jié)論

Nebula Graph 導(dǎo)入性能、響應(yīng)時(shí)間、以及穩(wěn)定性均符合需求，支持?jǐn)?shù)據(jù)切分，分布式版本免費(fèi)開源，使用的企業(yè)也多，中文文檔，文檔全面，社區(qū)活躍，是開源圖數(shù)據(jù)庫的理想選擇。

3、Nebula Graph 簡(jiǎn)介

圖片來源于 Nebula Graph 文檔站

Nebula Graph 是一款開源的、分布式的、易擴(kuò)展的原生圖數(shù)據(jù)庫，能夠承載數(shù)千億個(gè)點(diǎn)和數(shù)萬億條邊的超大規(guī)模數(shù)據(jù)集，并且提供毫秒級(jí)查詢。

Nebula Graph 基于圖數(shù)據(jù)庫的特性使用 C++ 編寫，采用 shared-nothing 架構(gòu)，支持在不停止數(shù)據(jù)庫服務(wù)的情況下擴(kuò)縮容，而且提供了非常多原生工具，例如 Nebula Graph Studio、Nebula Console、Nebula Exchange 等，可以大大降低使用圖數(shù)據(jù)庫的門檻。

圖片來源于 Nebula Graph 文檔站

Nebula Graph 由三種服務(wù)構(gòu)成：Graph 服務(wù)、Meta 服務(wù)和 Storage 服務(wù)，是一種存儲(chǔ)與計(jì)算分離的架構(gòu)。

4、圖數(shù)據(jù)庫平臺(tái)建設(shè)

之前在使用 JanusGraph 的時(shí)候，遇到過導(dǎo)入緩慢、查詢慢、高并發(fā) OOM（JanusGraph 線程池采用無界隊(duì)列導(dǎo)致）、FULL GC（業(yè)務(wù) Gremlin 語句中包含 Value 導(dǎo)致元空間不斷膨脹導(dǎo)致）等問題，這些在切到 Nebula Graph 后基本得到了解決。

JanusGraph 并沒有好用的管理界面，如上圖所示，我們開發(fā)了一套包含多圖管理、Schema 管理、圖可視化、圖導(dǎo)入、權(quán)限管理的管理界面。

而 Nebula Graph Studio 提供多圖管理、Schema 管理、圖可視化、圖導(dǎo)入等功能，省去了很多開發(fā)工作，降低了使用門檻。

整個(gè)圖數(shù)據(jù)庫平臺(tái)的結(jié)構(gòu)如上圖所示，基于 Nebula Graph 和 Nebula Graph 官方工具，著重開發(fā)了 全量導(dǎo)入、增量導(dǎo)入、圖導(dǎo)出、備份/還原、查詢工程（圖檢索）等功能。

5、業(yè)務(wù)落地

5.1、知識(shí)圖譜及智能問答

5.2、內(nèi)容標(biāo)簽

5.3、數(shù)據(jù)血源

在數(shù)倉中，經(jīng)常需要運(yùn)行各種 ETL Job，數(shù)據(jù)表和任務(wù)非常多，如何直觀的觀察數(shù)據(jù)表上下游與任務(wù)之間的關(guān)系變成一個(gè)亟需解決的問題。

5.4、服務(wù)架構(gòu)拓?fù)?/p>

6、總結(jié)

通過知識(shí)圖譜等業(yè)務(wù)實(shí)踐落地，完成了從 JanusGraph 向 Nebula Graph 的轉(zhuǎn)變，導(dǎo)入性能提升了一個(gè)數(shù)量級(jí)，查詢性能以及并發(fā)能力都有 3-6 倍的提升。而且，Nebula Graph 比 JanusGraph 更穩(wěn)定。在實(shí)踐的過程中，也遇到過很多問題，得到了 Nebula Graph 社區(qū)非常多的幫助，十分感謝社區(qū)的支持！

圖數(shù)據(jù)庫在最近這幾年發(fā)展很快，Neo4j 今年上半年融資3.25 億美金，刷新了數(shù)據(jù)庫的融資記錄。Gartner 發(fā)布的報(bào)告指出：“到 2023 年，圖技術(shù)將促進(jìn)全球 30% 企業(yè)的快速?zèng)Q策場(chǎng)景化。圖技術(shù)應(yīng)用的年增長(zhǎng)率超過 100%。”隨著 5G 和物聯(lián)網(wǎng)的普及，圖數(shù)據(jù)庫將成為處理關(guān)系的基礎(chǔ)設(shè)施。

作者簡(jiǎn)介

Qirong, OPPO 高級(jí)后端工程師, 主要從事圖數(shù)據(jù)庫、圖計(jì)算及相關(guān)領(lǐng)域的工作。