Een database is een van de meest cruciale onderdelen van een applicatie. Databases kunnen informatie opslaan en de algemene prestaties van de software verbeteren. Daarom is het kiezen van een geschikte database voor uw project van cruciaal belang.
Tegenwoordig neemt de populariteit van grafische databases aanzienlijk toe. De omvang van de markt voor grafische databases zal naar schatting stijgen van 821,8 miljoen dollar in 2018 tot 2,5 miljard dollar in 2023. Steeds meer bedrijven hebben begrepen dat de echte kracht niet in de gegevens zelf zit, maar in hoe de gegevens met elkaar verbonden zijn.
Veel toepassingen werken met relationele databases zoals MySQL en PostgreSQL. Ondanks hun voordelen kunnen relationele databases nauwelijks overweg met ontelbare hoeveelheden gekoppelde gegevens. Daarom zijn niet-relationele databases zoals Neo4j geoptimaliseerd om u te helpen krachtige en schaalbare toepassingen te bouwen die gemakkelijk gebruik maken van ontelbare hoeveelheden verbonden gegevens. Niet veel ontwikkelaars kennen de mogelijkheden van grafische databases en Neo4j. In dit artikel gaan we alles uitleggen over Neo4j en zijn mogelijkheden.
Concepten en principes van Neo4j databases
Voordat we de rol van de Neo4j database in echte projecten grondig bespreken, moet je weten hoe deze technologie werkt, voor welke zakelijke doeleinden je hem kunt gebruiken en wat de verschillen zijn tussen Neo4j en andere databases.
Grafiekdatabases: de beste oplossing voor het omgaan met verbonden gegevens
Alles in de wereld is met elkaar verbonden. Neem bijvoorbeeld onze innerlijke cirkel van vrienden en familie. Iedereen is op verschillende manieren verbonden met anderen. Stel je voor dat alle gegevens die de relaties tussen de leden van de kring verklaren, op één plaats worden opgeslagen. Dan kun je alle gegevens nemen zonder je zorgen te maken over andere verbindingen.
Dit is hoe een grafiekdatabase zoals Neo4j werkt. Grafiekdatabases zijn NoSQL databases die relaties tussen gegevens kunnen opslaan, in kaart brengen en bevragen. Elementen in een graph database kunnen op elke mogelijke manier met elkaar in verbinding staan.
Een graph database zoals Neo4j is de beste oplossing voor het verwerken van grote hoeveelheden verbonden gegevens. Deze databases zijn sterk gericht op relaties en slaan reeds verbonden gegevens op, in tegenstelling tot alle andere beschikbare technologieën voor gegevensopslag en -beheer. Daarom zijn grafiekdatabases de meest effectieve technologie om talloze verbonden gegevens snel te verwerken.
Relationele databases en niet-relationele databases
De ontwikkelaars die hun hele carrière alleen met relationele databases hebben gewerkt zullen zeker de volgende vraag in hun hoofd hebben: "wat is precies het nut van het gebruik van niet-relationele modellen zoals Neo4j?".
Bij het gebruik van relationele databases lijkt alles naadloos en duidelijk. Ondanks dat zijn er enkele belangrijke nadelen aan het gebruik van deze databases waar je je bewust van moet zijn:
- Beperkt volume: Relationele databases zijn niet goed geoptimaliseerd om grote hoeveelheden gegevens te verwerken.
- Snelheid: Relationele winkels zijn niet snel als ze een enorm aantal lees- en schrijfbewerkingen moeten verwerken.
- Gebrek aan relaties: Relationele gegevensopslag is beperkt tot het beschrijven van alleen standaardrelaties, waaronder één-op-één, één-op-veel en veel-op-veel relaties.
- Verscheidenheid: Relationele databanken zijn nauwelijks flexibel bij het verwerken van de soorten gegevens die niet met het modelschema kunnen worden beschreven. Bovendien zijn deze databases inefficiënt bij het verwerken van grote binaire en semi-gestructureerde gegevens (JSON en XML).
- Schaalbaarheid: Horizontale schaalbaarheid is ondoeltreffend voor relationele databases.
Om al deze problemen en beperkingen aan te pakken, zijn verschillende niet-relationele databases zoals Neo4j ontwikkeld. De meeste daarvan missen echter relaties die het gevolg zijn van het associëren van stukken gegevens met elkaar door middel van referenties (vergelijkbaar met foreign keys in het relationele model). Referenties maken het proces van het bevragen van gegevens moeilijker, vooral verbonden gegevens, omdat ze moeite doen om relaties tussen entiteiten te beschrijven.
Neo4j Grafiek Database
Grafiekdatabases zoals Neo4j zijn voornamelijk gebaseerd op grafiektheorie, wat een wiskundige theorie is. Grafieken zijn structuren die bestaan uit twee belangrijke parameters: hoekpunten en randen.
Vertices vertegenwoordigen entiteiten zoals mensen of dingen in een grote database. Randen tonen ook de verbindingen tussen hoekpunten. Randen kunnen numerieke waarden hebben die "gewicht" worden genoemd.
Ontwikkelaars kunnen gebruik maken van deze structuren om scenario's te modelleren die worden bepaald door relaties. Met een eenvoudige grafiekdatabase kunnen ontwikkelaars bijvoorbeeld een sociaal netwerk modelleren dat bestaat uit gebruikers als knooppunten en relaties die de verbindingen tussen de gebruikers vormen. Een ander voorbeeld kan een wegennet zijn waar steden, dorpen of dorpen hoekpunten zijn, en aan de andere kant zijn wegen randen die de hoekpunten verbinden met gewichten die de afstanden aangeven.
Neo4j heeft de neiging om de concepten van de grafiektheorie op zijn eigen manier weer te geven. Om het precies uit te zoeken, moeten we een kijkje nemen naar het Labeled Property Graph Model in de Neo4j database hieronder.
Belangrijkste onderdelen van Neo4j database
Het Neo4j model bestaat voornamelijk uit deze primaire componenten:
- Knooppunten (gelijk aan hoekpunten in de grafiektheorie): Belangrijkste gegevenselementen (bijvoorbeeld Jack of andere leden van een vriendschapskring) die verbonden zijn door relaties. Knooppunten kunnen labels en eigenschappen hebben (hieronder uitgelegd).
- Relaties (gelijkwaardig aan randen in de grafiektheorie): Beschrijft de verbindingen tussen de knooppunten en verbindt ze met elkaar (bijv. Jack is "getrouwd met" Jane). Relaties kunnen een of meer eigenschappen hebben.
- Labels: Representeren de rol van knooppunten (bijv. Jane is een "persoon.") Labels worden gebruikt om knooppunten te groeperen. Elk knooppunt kan meerdere labels hebben. Labels worden ook geïndexeerd om het vinden van knooppunten in een grafiek te vergemakkelijken.
- Eigenschappen: Attributen van knooppunten en relaties met naam of waarde paren.
Neo4j database staat het opslaan van gegevens toe als sleutel-waarde paren, wat betekent dat eigenschappen elke soort waarde kunnen hebben (string, nummer, of boolean.) De grafiek gegevensstructuur lijkt in eerste instantie misschien een beetje ingewikkeld, maar het is eenvoudig en natuurlijk. Kijk naar de afbeelding hieronder als voorbeeld van het grafiek gegevensmodel in Neo4j voor meer verduidelijking:
In dit eenvoudige model zijn de twee belangrijkste knooppunten Alice en Bob. Ze zijn met elkaar verbonden door middel van relaties. Beide knooppunten hebben een soortgelijk label, namelijk "Persoon". In dit model heeft alleen het knooppunt van Bob enkele eigenschappen gekregen, maar in het Neo4j grafiekmodel kan elk knooppunt en elke relatie eigenschappen bevatten.
Het is gemakkelijk voor mensen om een Neo4j model te interpreteren omdat het intuïtief en begrijpelijk is. De waarheid is dat het menselijk brein nauwelijks denkt op basis van tabellen en rijen en de neiging heeft om te denken over abstracte objecten en verbindingen. Met andere woorden, alles wat je kunt tekenen op een stuk papier kan worden afgebeeld met grafieken en omgezet in een Neo4j model.
Neo4j versus relationele en andere NoSQL databases
Nu we de basis kennen van de Neo4j database en het graph data model, vraag je je misschien af wat het verschil is tussen de Neo4j database en relationele data stores. Hoewel Neo4j op de lijst van NoSQL tools staat, verschilt het nog steeds van andere NoSQL databases. Hiervoor is het essentieel om de verschillen tussen de Neo4j database en andere relationele en niet-relationele databases hieronder te kennen.
Gegevensopslag
In het geval van gegevensopslag maakt de Neo4j database gebruik van een grafiekopslagstructuur. Relationele databases gebruiken vaste, vooraf gedefinieerde tabellen bestaande uit rijen en kolommen. Ook NoSQL databases gebruiken verbonden gegevensopslag die niet wordt ondersteund op database niveau.
Gegevensmodellering
Neo4j databases maken gebruik van een flexibel datamodel, terwijl het model in relationele databases moet worden ontwikkeld vanuit een logisch model. Bovendien zijn NoSQL databases niet geschikt voor bedrijfsarchitecturen.
Query prestaties
Het Neo4j model biedt enorme prestaties, ongeacht het aantal en de diepte van de verbindingen. Aan de andere kant neemt de verwerkingssnelheid van relationele databases af naarmate het aantal gegevensitems toeneemt. Ook moeten bij NoSQL databases de relaties op applicatieniveau worden gelegd.
Query-taal
Cypher taal wordt gebruikt in het Neo4j model, dat is de eigen grafiek opvraag taal. De SQL taal wordt gebruikt in relationele databases, wat de complexiteit verhoogt als het aantal joins groeit. In het geval van NoSQL-modellen worden verschillende talen gebruikt, maar geen ervan is goed ontwikkeld om relaties uit te drukken.
Ondersteuning van transacties
ACID transacties worden ondersteund in zowel de Neo4j als de relationele modellen. In het geval van NoSQL databases blijken BASE transacties onbetrouwbaar voor gegevensrelaties.
Verwerking op schaal
De Neo4j database is inherent schaalbaar voor patroongebaseerde zoekopdrachten. Relationele databases schalen door replicatie maar zijn niet kosteneffectief. NoSQL databases zijn ook schaalbaar, maar gegevensintegriteit is er niet betrouwbaar in.
Voordelen van Neo4j database
Neo4j modellen zijn speciaal ontworpen om aanzienlijke hoeveelheden verbonden gegevens te verwerken. Deze modellen bieden u een aantal belangrijke voordelen, waaronder de volgende:
- Snelle prestaties
Dit is een van de grootste voordelen van grafiekmodellen. De prestaties van relationele databases zijn niet voldoende naarmate het aantal en de diepte van de relaties toeneemt. Aan de andere kant blijven de prestaties van grafische databases zoals de Neo4j databases hoog, zelfs als de hoeveelheid gegevens opmerkelijk toeneemt.
Het team achter het Neo4j-model heeft onlangs ook een bibliotheek uitgebracht. Met de bibliotheek kunnen ontwikkelaars in een paar uur grafiekalgoritmen parallel uitvoeren op vele miljarden knooppunten en tientallen miljarden relaties. Preciezer gezegd: de Neo4j-databases schalen horizontaal. Dit betekent dat de prestaties van het model niet afhankelijk zijn van de grootte van de database. Het kan enorme sets van verbonden gegevens doorkruisen en biedt enterprise database kenmerken zoals ACID transacties en geautomatiseerde back-up of herstel.
- Flexibiliteit
De structuur en het schema van een grafiekmodel zoals Neo4j zijn gemakkelijk aan te passen aan de variaties van de toepassing, waardoor ze een zeer flexibele database zijn. U kunt ook gemakkelijk de gegevensstructuur upgraden zonder de bestaande functionaliteit te schaden. De upgrade kan worden gedaan wanneer u maar wilt, omdat de structuur gelijktijdig kan evolueren met de toepassing waarvoor het wordt gebruikt.
- Relaties tussen gegevens beheren
Met Neo4j database kunt u verschillende paden en verbindingen tussen de gegevens verkennen en deze zo efficiënt mogelijk bevragen. Bovendien kunt u met gemak ingewikkelde gegevens uit de database halen, zelfs als ze sterk met elkaar verbonden zijn.
Gebruiksgevallen van Neo4j database
Het volgende dat we moeten weten over het Neo4j graph model is waarvoor we deze data store technologie kunnen gebruiken. Het lijkt misschien alsof deze technologie kan worden aangeschaft om elk soort probleem op te lossen, maar de waarheid is dat de Neo4j database ook moet worden gebruikt wanneer het geschikt is.
Het Neo4j-model wordt alleen gebruikt wanneer verbonden gegevens het belangrijkst zijn. Deze technologie heeft al de meest populaire use cases veroverd, waaronder fraudedetectie, personalisatie, netwerkbeheer, kennisgrafieken en nog veel meer.
Desondanks is de volgende generatie grafiekontwikkelaars bezig de toekomst van kunstmatige intelligentie en machinaal leren te ontwikkelen met behulp van modellen als Neo4j. Laten we nu eens kijken naar verschillende use cases van de Neo4j database hieronder.
Frauderollen stoppen
Traditionele fraudepreventiemaatregelen concentreren zich sterk op afzonderlijke datapunten, waaronder rekeningen, personen, apparaten of IP-adressen. Het probleem hierbij is dat moderne criminelen tegenwoordig in staat zijn om aan deze detectiemethoden te ontsnappen door eenvoudigweg fraude-ringen te creëren met onechte identiteiten. Om dergelijke ontsnappingen te voorkomen, moet worden gekeken naar de verbanden die de afzonderlijke datapunten met elkaar verbinden.
Hoewel geen enkele fraudepreventiemaatregel perfect is, kunt u het proces verbeteren door de verbanden tussen individuele gegevens te analyseren. Dit is waar het Neo4j-model van pas komt om moeilijke patronen op te sporen die relationele databases nauwelijks kunnen blootleggen.
Enterprise organisaties gebruiken de Neo4j-database om hun fraudedetectiecapaciteiten te verbeteren om verschillende financiële fraudes, waaronder bankfraude van de eerste partij, e-commerce fraude, creditcardfraude, verzekeringsfraude en witwasfraude, onmiddellijk te voorkomen.
Netwerk- en IT-activiteiten
Netwerk en IT-infrastructuren zijn uiterst complex en vereisen een configuratie management database (CMDB) die veel verder gaat dan relationele databases. De Neo4j CMDB grafische database helpt u uw netwerk, datacenter en IT-activa te correleren om probleemoplossing, impactanalyse en capaciteits- of uitvalplanning te vereenvoudigen.
Grafische databases zoals Neo4j stellen u in staat om monitoring tools te verbinden en cruciale inzichten te verkrijgen in de ingewikkelde relaties tussen verschillende netwerk of datacenter operaties. Er zijn onbeperkte toepassingen voor grafieken in netwerk- en IT-operaties.
Motoren voor aanbevelingen
Real-time recommendation engines moeten in staat zijn om product, voorraad, klant, leverancier, logistiek en zelfs social sentiment data te correleren om zo efficiënt mogelijk te werken. Bovendien moeten ze in staat zijn om onmiddellijk nieuwe interesses vast te leggen op basis van het bezoek van de nieuwe klant.
De belangrijkste technologie die recommendation engines daartoe in staat stelt, zijn grafiekdatabases zoals Neo4j. Deze laat traditionele relationele databases snel achter zich en verbindt enorme hoeveelheden klant- en productgegevens.
Toepassingen voor sociale media
Social graph databases zoals Neo4j helpen innovatieve sociale netwerken te creëren of bestaande social graphs te integreren in een bedrijfsapplicatie. De waarheid is dat sociale media netwerken al gebouwd zijn met grafieken en relaties; het heeft dus geen zin om ze te veranderen van grafieken in tabellen en dan weer terug.
Een datamodel dat direct overeenkomt met uw domein model zal u helpen uw database te begrijpen, beter te communiceren en onnodig werk te verminderen. Neo4j versnelt de prestaties van uw sociale netwerktoepassing door de tijd die nodig is voor het modelleren van gegevens te verminderen.
Beheer van Identiteit
Het beheren van talloze rollen, groepen, producten en machtigingen in een onderneming is moeilijk. Met Neo4j kunt u alle identiteit en toegangsautorisaties en erfenissen efficiënt en snel bijhouden. Dat komt omdat alle gegevens met elkaar verbonden zijn in Neo4j, waardoor u betere inzichten en controle krijgt dan ooit.
Telecommunicatie
Verbindingen zijn de kern van telecommunicatie, en grafiek databases zoals Neo4j zijn dat ook:
- De beste keuze voor modelleren.
- Opslaan.
- Het bevragen van alle soorten telecommunicatiegegevens.
Neo4j stelt bedrijven in staat snel te presteren door hun verbonden gegevens te verbeteren, of ze nu supergecompliceerde netwerkstructuren, verschillende productlijnen en bundels, of klanttevredenheid en -behoud in de huidige sterk concurrerende markt moeten beheren.
Overheid
Veel overheden maken momenteel gebruik van Neo4j en andere grafiektechnologieën om misdaad te bestrijden, terrorisme te voorkomen, fiscale verantwoordelijkheid te vergroten en alles transparant te maken voor hun burgers. Deze benaderingen vereisen dat gegevens verbonden worden over verschillende toepassingen of opslagplaatsen, waardoor discrete afdelingen moeten werken. Daarom is een flexibel, schaalbaar en krachtig grafiekmodel als Neo4j nodig om de onderling verbonden gegevens snel te verwerken.
AI en analyse
Moderne bedrijven hebben tegenwoordig te maken met uiterst gecompliceerde uitdagingen en vereisen intelligente technologieën. Neo4j verbetert in dit geval voorspellingen die betere beslissingen en innovatie mogelijk maken. Het bevat de voorspellende kracht van relaties en netwerkstructuur in actuele gegevens om moeilijke vragen te beantwoorden en de nauwkeurigheid van voorspellingen te verhogen.
De Neo4j grafiek algoritmen vinden essentiële patronen in globale structuren en maken voorspellingen over de grafiek mogelijk met behulp van graph embeddings en graph database machine learning training binnen de analytics workspace. Zo kunnen bedrijven sterk voorspellende relaties en netwerkstructuur verbeteren om ongewone vragen te beantwoorden.
Organisaties gebruiken de resultaten van grafiekalgoritmen en voorspellende functies van Neo4j voor verdere analyse, machine learning of ondersteuning van kunstmatige intelligentie systemen. Grafieken brengen over het algemeen een fantastische waarde aan geavanceerde analyses, machine learning en AI.
Biowetenschappen
Bedrijven die werkzaam zijn in de biowetenschappen worden massaal omringd door onderling verbonden gegevens. Biologen moeten bijvoorbeeld de verbanden tussen genen, eiwitten, cellen, enz. begrijpen, en organisaties in de gezondheidszorg moeten patiëntentrajecten in kaart brengen om het ziekteverloop te begrijpen. Daarom gebruiken deze bedrijven Neo4j om hun verbonden gegevens te analyseren, wat voorheen onmogelijk was zonder grafieken.
Life bedrijven, waaronder chemische fabrikanten, landbouwbedrijven, biotech startups, en vele anderen, begrijpen de echte waarde van Neo4j en grafieken voor O&O, privacy en naleving van de regelgeving, productie van medische apparatuur, patiënten, organisaties, enz.
Financiële diensten
Financiële diensten en banken moeten voortdurend financiële misdrijven bestrijden, cyberaanvallen voorkomen en erop reageren, en ervoor zorgen dat ze voldoen aan bijgewerkte regelgeving. Daarvoor hebben ze een database nodig die snel en gemakkelijk relaties tussen datapunten kan vinden. Neo4j helpt financiële diensten en biedt hen beter risicobeheer, naleving van regelgeving, betrouwbare en veilige IT-structuur, verbeterde klantervaring en vele andere voordelen.
De grootste gebruikers van Neo4j in de wereld
Vandaag de dag gebruiken de grootste organisaties ter wereld Neo4j om hun ontelbare datapunten optimaal te beheren. Neo4j is 's werelds toonaangevende leverancier van schaalbare grafiektechnologie die 75 procent van de bedrijven in de Fortune 100 lijst helpt hun connected data toepassingen te verbeteren.
De grootste industrieën en bedrijven die vandaag de Neo4j technologie gebruiken zijn de volgende:
- 7 van 's werelds top 10 detailhandelaren zoals eBay, ADEO en ATPCO
- 3 van 's werelds top 5 vliegtuigfabrikanten zoals Airbus
- 8 van 's werelds top 10 verzekeringsmaatschappijen zoals Bayerische en Allianz
- Alle top 20 banken van Noord-Amerika, zoals JP Morgan, Citi, Chase en UBS.
- 8 van de 10 grootste autofabrikanten ter wereld, zoals Volvo, Toyota en Daimler.
- 3 van 's werelds top 5 hotels zoals Marriott en AccorHotels
- 7 van de 10 grootste telecombedrijven ter wereld, zoals Verizon, Orange, AT&T en Comcast.
Laatste woorden
Moderne toepassingen worden tegenwoordig geconfronteerd met de grote uitdaging van het verwerken van enorme hoeveelheden onderling verbonden gegevens, en daarom hebben ze massaal behoefte aan efficiënte technologie om hen te helpen met dit probleem om te gaan. Neo4j grafiek technologie stelt u in staat om toepassingen te creëren die in staat zijn om waardevolle, real-time inzichten te verschaffen in verbonden gegevens voor verdere analyse en het nemen van juiste beslissingen.
Stel dat u gebruik wilt maken van de nieuwste ontwikkelingen in mobiele en webontwikkeling en grafiekdatabases zoals Neo4j in uw toepassingen wilt opnemen. In dat geval is het no-code platform AppMaster wat u nodig hebt. Met het platform kunt u efficiënt web- en mobiele toepassingen maken, en natuurlijk is er een backend die de krachtigste visuele codering is die er bestaat.
