JanusGraph 介绍

最后修改:2025年4月2日

by Graham Cox

1. 介绍

本文将带你快速了解 JanusGraph 和 Gremlin。

JanusGraph 是一个开源、支持大规模扩展的图数据库。它专为处理超大规模图而设计——大到需要多个数据库节点协同工作——同时仍保持高效的查询性能。

✅ 核心优势：

⚠️ 适合场景：需要处理复杂关系数据（如社交网络、知识图谱）且要求高扩展性的项目。

2. 运行 JanusGraph 和 Gremlin

本地运行需要下载最新版本（当前版本 1.1.0），解压后确保已安装 Java 8+ JVM。

在解压目录执行以下命令启动 Gremlin 会话：

-> % ./bin/gremlin.sh

         \,,,/
         (o o)
-----oOOo-(3)-oOOo-----
plugin activated: tinkerpop.server
plugin activated: tinkerpop.tinkergraph
08:45:56 INFO org.apache.tinkerpop.gremlin.hadoop.jsr223.HadoopGremlinPlugin.getCustomizers - HADOOP_GREMLIN_LIBS is set to: /Users/baeldung/janusgraph-1.1.0/lib
08:45:56 WARN org.apache.hadoop.util.NativeCodeLoader.<clinit> - Unable to load native-hadoop library for your platform... using builtin-java classes where applicable
plugin activated: tinkerpop.hadoop
plugin activated: tinkerpop.spark
plugin activated: tinkerpop.utilities
plugin activated: janusgraph.imports

这个 Gremlin 实例可直接托管 JanusGraph 数据库，特别适合快速测试。通过 JanusGraphFactory.open 指定配置文件：

gremlin> graph = JanusGraphFactory.open('conf/janusgraph-inmemory.properties')
08:46:06 INFO  org.apache.commons.beanutils.FluentPropertyBeanIntrospector.introspect - Error when creating PropertyDescriptor for public final void org.apache.commons.configuration2.AbstractConfiguration.setProperty(java.lang.String,java.lang.Object)! Ignoring this property.
08:46:06 INFO  org.janusgraph.diskstorage.configuration.builder.ReadConfigurationBuilder.setupTimestampProvider - Set default timestamp provider MICRO
08:46:06 INFO  org.janusgraph.graphdb.idmanagement.UniqueInstanceIdRetriever.getOrGenerateUniqueInstanceId - Generated unique-instance-id=c0a801777851
08:46:06 INFO  org.janusgraph.diskstorage.configuration.ExecutorServiceBuilder.buildFixedExecutorService - Initiated fixed thread pool of size 16
08:46:06 INFO  org.janusgraph.graphdb.database.StandardJanusGraph.<init> - Gremlin script evaluation is disabled
08:46:06 INFO  org.janusgraph.diskstorage.log.kcvs.KCVSLog$MessagePuller.initializeTimepoint - Loaded unidentified ReadMarker start time 2025-02-24T08:46:06.291970Z into org.janusgraph.diskstorage.log.kcvs.KCVSLog$MessagePuller@21eedcde
==>standardjanusgraph[inmemory:[127.0.0.1]]

这会创建一个 graph 变量作为后续操作的入口。配置文件 janusgraph-inmemory.properties 使用纯内存存储（无持久化），是最简单的配置。

2.1. 独立服务器模式

也可通过 ./bin/janusgraph-server.sh start 启动独立服务器：

-> % ./bin/janusgraph-server.sh start
/Users/baeldung/janusgraph-1.1.0/conf/gremlin-server/gremlin-server.yaml will be used to start JanusGraph Server in background
Server started 8163

默认监听 8182 端口，使用相同的内存配置。此时可通过远程客户端连接：

gremlin> :remote connect tinkerpop.server conf/remote.yaml session
08:54:19 INFO  org.apache.tinkerpop.gremlin.driver.Connection.<init> - Created new connection for ws://localhost:8182/gremlin
08:54:19 INFO  org.apache.tinkerpop.gremlin.driver.ConnectionPool.<init> - Opening connection pool on Host{address=localhost/127.0.0.1:8182, hostUri=ws://localhost:8182/gremlin} with core size of 1
==>Configured localhost/127.0.0.1:8182-[96b90c45-4aef-405d-a336-5823bcde3995]

启用远程模式后，所有命令将发送到服务器：

gremlin> :remote console
==>All scripts will now be sent to Gremlin Server - [localhost/127.0.0.1:8182]-[96b90c45-4aef-405d-a336-5823bcde3995] - type ':remote console' to return to local mode

❌ 注意：远程模式下无需手动创建 graph 变量，服务器会自动配置。

3. 图结构

JanusGraph 使用图模型存储数据，核心元素是：

  • 顶点（Vertex）：实体节点
  • 边（Edge）：连接顶点的有向关系

简单图结构示例

✅ 关键特性：

  • 边必须连接两个顶点且有方向（有向图）
  • 允许存在任意长度的环（非无环图）
  • 数据通过标签（Label）和属性（Property）表示：
    • 边必须有标签（如 written_by）
    • 顶点可选标签（如 article）
    • 支持任意键值对属性（如 title: "Introduction to JanusGraph"）

⚠️ 踩坑提示：设计标签体系时需提前规划，频繁修改标签类型可能导致性能问题。

4. 加载示例数据

Gremlin CLI 内置示例数据加载工厂：

gremlin> GraphOfTheGodsFactory.loadWithoutMixedIndex(graph, true)
==>null

这会加载名为"众神之图"（The Graph Of The Gods）的罗马神话数据集：

众神图示例

该数据集包含：

  • 神祇（如木星、冥王）
  • 半神（如赫拉克勒斯）
  • 怪物（如地狱犬、九头蛇）
  • 地点和战斗关系

足够演示 JanusGraph 的核心操作。

5. 查询数据

创建遍历源（Traversal Source）是查询的第一步：

gremlin> g = graph.traversal()
==>graphtraversalsource[standardjanusgraph[inmemory:[127.0.0.1]], standard]

g 变量作为后续遍历操作的入口。

5.1. 查询顶点

列出所有顶点（简单粗暴但效率低）：

gremlin> g.V()
08:13:56 WARN  org.janusgraph.graphdb.transaction.StandardJanusGraphTx$3.execute - Query requires iterating over all vertices [[]]. For better performance, use indexes
==>v[4136]
==>v[8232]
==>v[12328]
==>v[4184]
==>v[8280]
==>v[4216]
==>v[8312]
==>v[12408]
==>v[4256]
==>v[4288]
==>v[8384]
==>v[4304]

⚠️ 警告：全表扫描性能差，生产环境务必使用索引。

按属性过滤顶点：

gremlin> g.V().has('name', 'hercules')
==>v[4136]

获取顶点详情：

# 返回所有属性
gremlin> g.V().has('name', 'hercules').valueMap()
==>[name:[hercules],age:[30]]

# 获取标签
gremlin> g.V().has('name', 'hercules').label()
==>demigod

# 获取单个属性值
gremlin> g.V().has('name', 'hercules').values('name')
==>hercules

保存结果到变量：

gremlin> hercules = g.V().has('name', 'hercules').next()
==>v[4128]

后续可通过变量引用：

gremlin> g.V(hercules).valueMap()
==>[name:[hercules],age:[30]]

5.2. 遍历边

边遍历是图数据库的核心优势。使用 in() 和 out() 按方向遍历：

向外遍历（从当前顶点出发的边）：

gremlin> g.V().has('name', 'hercules').out('father').valueMap()
==>[name:[jupiter],age:[5000]]

向内遍历（指向当前顶点的边）：

gremlin> g.V().has('name', 'jupiter').in('father').valueMap()
==>[name:[hercules],age:[30]]

处理多结果集：

gremlin> g.V().has('name', 'hercules').out('battled').valueMap()
==>[name:[cerberus]]
==>[name:[hydra]]
==>[name:[nemean]]

链式过滤：

gremlin> g.V().has('name', 'hercules').out('battled').has('name', 'hydra').valueMap()
==>[name:[hydra]]

复杂多跳遍历（找出与赫拉克勒斯战斗的怪物所在地的其他居民）：

gremlin> g.V().has('name', 'hercules').out('battled').out('lives').in('lives').valueMap()
==>[name:[cerberus]]
==>[name:[pluto],age:[4000]]

执行逻辑：

  1. 找到 name="hercules" 的顶点
  2. 遍历所有 battled 边到达怪物顶点
  3. 从怪物顶点遍历 lives 边到达地点
  4. 从地点顶点反向遍历 lives 边找到所有居民

6. 添加和编辑数据

添加新顶点：

gremlin> theseus = graph.addVertex('human')
==>v[16552]

添加带属性的顶点：

gremlin> theseus = graph.addVertex(T.label, 'human', 'name', 'theseus')
==>v[12528]

❗ 注意：标签使用特殊键 T.label 指定。

更新顶点属性：

gremlin> theseus.property('name', 'theseus')
==>vp[name->theseus]

创建边：

gremlin> cerberus = g.V().has('name', 'cerberus').next()
==>v[12496]
gremlin> theseus.addEdge('met', cerberus)
08:00:36 INFO  org.janusgraph.graphdb.relations.RelationIdentifier.<clinit> - Use default relation delimiter: -
==>e[3z2-9o0-hed-9n4][12528-met->12496]

验证新数据：

gremlin> g.V().has('name', 'theseus').out('met').valueMap()
==>[name:[cerberus]]

7. 总结

本文快速介绍了 JanusGraph 的核心功能，包括：

  • 本地/服务器模式部署
  • 图数据模型设计
  • 示例数据加载
  • Gremlin 查询与遍历
  • 动态数据操作

这只是 JanusGraph 能力的冰山一角。当你下次需要处理复杂关系数据时，不妨试试这个强大的图数据库——它可能正是你需要的"关系挖掘利器"。

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