Uncategorized

グラフデータベースNeo4jで何ができるかを理解する

こんにちは。今回は、グラフデータベースについて理解を深める週末にしたいと思います。

これまでITエンジニアとしてキャリアを進める中で、グラフデータベースの話題はほとんど出ることがなかったですが、昨今生成AIとの組み合わせの文脈でグラフデータベースが登場する機会が増えているなと思い、ついに勉強してみようと思い立ちました笑

それではまいります。

Contents

Neo4Jの概要

このセクションでは、ChatGPTにより生成された文章を含みます。

概要

Neo4j Graph Database & Analytics | Graph Database Management System

Neo4jはグラフデータベースの一種で、複雑なデータの関係を効率的に表現し管理するのに適しています。グラフデータベース全般の特徴として、データはノード（点）とエッジ（線）として表現され、これらの間の関係が重視されます。これにより、複雑なネットワークや相互関係を持つデータを直感的に扱うことができます。

Neo4jの特徴は以下の通りです：

  1. 高度なパフォーマンスと効率: Neo4jは、大規模なグラフ構造のデータを迅速に探索し分析するために最適化されており、複雑なクエリに対しても高速な応答を提供します。
  2. Cypherクエリ言語のサポート: Cypherは、グラフデータを扱うための宣言的なクエリ言語であり、Neo4jではこの言語を主要なクエリ言語として採用しています。Cypherを使用することで、ユーザーはノード、エッジ、およびその関係に対する複雑なクエリを簡単に記述できます。
  3. 柔軟なデータモデリング: Neo4jは固定されたスキーマを必要とせず、さまざまな形式のデータを柔軟に格納できます。これにより、進化するビジネスの要件に応じてデータモデルを容易に調整できます。
  4. 多様な用途に適応: Neo4jはソーシャルネットワーク分析、リコメンデーションシステム、不正検出など、多岐にわたるアプリケーションに適用可能です。

これらの特徴により、Neo4jは関連性が密接で動的なデータを扱う際に非常に有効なツールです。

機能アップデートの歴史

バージョンリリース時期主な機能追加アップデートの方向性
1.02010年2月最初の安定版リリース基本的なグラフデータベース機能の提供
2.02013年12月ラベル、スキーマ、Cypher改善使いやすさと柔軟性の向上
3.02016年4月Boltプロトコル、Neo4jブラウザインターフェースと通信プロトコルの改善
4.02020年1月マルチデータベース、リアクティブドライバ大規模運用への対応
4.12020年7月ロールベースのアクセス制御アクセス管理の強化
4.22020年11月パフォーマンスとスケーラビリティの改善効率と拡張性の向上
4.32021年6月リレーショナルデータベースからの移行ツール既存システムとの連携強化
4.42021年11月シャーディングとフェデレーションのサポート分散処理とデータ統合
5.02022年10月クエリパフォーマンスの改善、Cypherの強化高度なクエリ処理と柔軟性の提供

Neo4jのアップデートは、グラフデータベースとしての基本機能の提供から始まり、徐々に使いやすさ、性能、セキュリティ、そしてスケーラビリティの向上に焦点を当ててきました。特に最近のバージョンでは、大規模なデータと複雑なクエリの処理能力を強化し、より柔軟で高性能なシステムへと進化を遂げています。​

トレンド

まずGoogleの検索トレンド。登場した2010年から2016年ころにかけて右肩上がりで上昇し、昨今は少し落ち着いているように見えます。

Neo4j – 調べる – Google トレンド

続いてDBEngineのtrend。グラフデータベースの中ではぶっちぎりで人気が高いといえそうです。CosmosDBなどクラウドサービスが提供するグラフデータベースの人気も高まってきていますが、Neo4jもクラウド上で動作するオファリングも提供されているので、引き続き高いトレンドを保っているのではないかと思われます。

DB-Engines Ranking – popularity ranking of graph DBMS

実際に使ってみる

今回はこちらのチュートリアルをなぞってNeo4jの理解を深めてみました。

Tutorial: Getting Started with Cypher – Getting Started (neo4j.com)

Sandbox環境の準備

以下リンクからお試し環境をアクティベートできます。（無料）

https://sandbox.neo4j.com/?_gl=1hktynm_gaODQ5NzU5Mzk3LjE2OTk1MDY3ODc._ga_DL38Q8KGQC*MTY5OTc2Nzk2NC41LjEuMTY5OTc2OTQyMy4wLjAuMA..&_ga=2.248014084.260233299.1699725042-849759397.1699506787

データの読み込み

Browser Guideの中からguide movie-graphを選択すると、組み込みのMovieデータセットを取り込むチュートリアルを開始できます。

データを取り込む（というか生成する）クエリが用意されているので、それを実行すると、データがグラフデータベースに格納され、その結果が可視化されて見えました。おお、さっそくすごい。

ここで、実行されたクエリを眺めてみます。

CREATE (TheMatrix:Movie {title:'The Matrix', released:1999, tagline:'Welcome to the Real World'})
CREATE (Keanu:Person {name:'Keanu Reeves', born:1964})
CREATE (Carrie:Person {name:'Carrie-Anne Moss', born:1967})
CREATE (Laurence:Person {name:'Laurence Fishburne', born:1961})
CREATE (Hugo:Person {name:'Hugo Weaving', born:1960})
CREATE (LillyW:Person {name:'Lilly Wachowski', born:1967})
CREATE (LanaW:Person {name:'Lana Wachowski', born:1965})
CREATE (JoelS:Person {name:'Joel Silver', born:1952})
CREATE
(Keanu)-[:ACTED_IN {roles:['Neo']}]->(TheMatrix),
(Carrie)-[:ACTED_IN {roles:['Trinity']}]->(TheMatrix),
(Laurence)-[:ACTED_IN {roles:['Morpheus']}]->(TheMatrix),
(Hugo)-[:ACTED_IN {roles:['Agent Smith']}]->(TheMatrix),
(LillyW)-[:DIRECTED]->(TheMatrix),
(LanaW)-[:DIRECTED]->(TheMatrix),
(JoelS)-[:PRODUCED]->(TheMatrix)
CREATE (Emil:Person {name:"Emil Eifrem", born:1978})
CREATE (Emil)-[:ACTED_IN {roles:["Emil"]}]->(TheMatrix)
CREATE (TheMatrixReloaded:Movie {title:'The Matrix Reloaded', released:2003, tagline:'Free your mind'})
CREATE
(Keanu)-[:ACTED_IN {roles:['Neo']}]->(TheMatrixReloaded),
(Carrie)-[:ACTED_IN {roles:['Trinity']}]->(TheMatrixReloaded),
(Laurence)-[:ACTED_IN {roles:['Morpheus']}]->(TheMatrixReloaded),
(Hugo)-[:ACTED_IN {roles:['Agent Smith']}]->(TheMatrixReloaded),
(LillyW)-[:DIRECTED]->(TheMatrixReloaded),
(LanaW)-[:DIRECTED]->(TheMatrixReloaded),
(JoelS)-[:PRODUCED]->(TheMatrixReloaded)
CREATE (TheMatrixRevolutions:Movie {title:'The Matrix Revolutions', released:2003, tagline:'Everything that has a beginning has an end'})
CREATE
(Keanu)-[:ACTED_IN {roles:['Neo']}]->(TheMatrixRevolutions),
(Carrie)-[:ACTED_IN {roles:['Trinity']}]->(TheMatrixRevolutions),
(Laurence)-[:ACTED_IN {roles:['Morpheus']}]->(TheMatrixRevolutions),
(Hugo)-[:ACTED_IN {roles:['Agent Smith']}]->(TheMatrixRevolutions),
(LillyW)-[:DIRECTED]->(TheMatrixRevolutions),
(LanaW)-[:DIRECTED]->(TheMatrixRevolutions),
(JoelS)-[:PRODUCED]->(TheMatrixRevolutions)
CREATE (TheDevilsAdvocate:Movie {title:"The Devil's Advocate", released:1997, tagline:'Evil has its winning ways'})
CREATE (Charlize:Person {name:'Charlize Theron', born:1975})
CREATE (Al:Person {name:'Al Pacino', born:1940})
CREATE (Taylor:Person {name:'Taylor Hackford', born:1944})
CREATE
(Keanu)-[:ACTED_IN {roles:['Kevin Lomax']}]->(TheDevilsAdvocate),
(Charlize)-[:ACTED_IN {roles:['Mary Ann Lomax']}]->(TheDevilsAdvocate),
(Al)-[:ACTED_IN {roles:['John Milton']}]->(TheDevilsAdvocate),
(Taylor)-[:DIRECTED]->(TheDevilsAdvocate)
CREATE (AFewGoodMen:Movie {title:"A Few Good Men", released:1992, tagline:"In the heart of the nation's capital, in a courthouse of the U.S. government, one man will stop at nothing to keep his honor, and one will stop at nothing to find the truth."})
CREATE (TomC:Person {name:'Tom Cruise', born:1962})
CREATE (JackN:Person {name:'Jack Nicholson', born:1937})
CREATE (DemiM:Person {name:'Demi Moore', born:1962})
CREATE (KevinB:Person {name:'Kevin Bacon', born:1958})
CREATE (KieferS:Person {name:'Kiefer Sutherland', born:1966})
CREATE (NoahW:Person {name:'Noah Wyle', born:1971})
CREATE (CubaG:Person {name:'Cuba Gooding Jr.', born:1968})
CREATE (KevinP:Person {name:'Kevin Pollak', born:1957})
CREATE (JTW:Person {name:'J.T. Walsh', born:1943})
CREATE (JamesM:Person {name:'James Marshall', born:1967})
CREATE (ChristopherG:Person {name:'Christopher Guest', born:1948})
CREATE (RobR:Person {name:'Rob Reiner', born:1947})
CREATE (AaronS:Person {name:'Aaron Sorkin', born:1961})
CREATE
(TomC)-[:ACTED_IN {roles:['Lt. Daniel Kaffee']}]->(AFewGoodMen),
(JackN)-[:ACTED_IN {roles:['Col. Nathan R. Jessup']}]->(AFewGoodMen),
(DemiM)-[:ACTED_IN {roles:['Lt. Cdr. JoAnne Galloway']}]->(AFewGoodMen),
(KevinB)-[:ACTED_IN {roles:['Capt. Jack Ross']}]->(AFewGoodMen),
(KieferS)-[:ACTED_IN {roles:['Lt. Jonathan Kendrick']}]->(AFewGoodMen),
(NoahW)-[:ACTED_IN {roles:['Cpl. Jeffrey Barnes']}]->(AFewGoodMen),
(CubaG)-[:ACTED_IN {roles:['Cpl. Carl Hammaker']}]->(AFewGoodMen),
(KevinP)-[:ACTED_IN {roles:['Lt. Sam Weinberg']}]->(AFewGoodMen),
(JTW)-[:ACTED_IN {roles:['Lt. Col. Matthew Andrew Markinson']}]->(AFewGoodMen),
(JamesM)-[:ACTED_IN {roles:['Pfc. Louden Downey']}]->(AFewGoodMen),
(ChristopherG)-[:ACTED_IN {roles:['Dr. Stone']}]->(AFewGoodMen),
(AaronS)-[:ACTED_IN {roles:['Man in Bar']}]->(AFewGoodMen),
(RobR)-[:DIRECTED]->(AFewGoodMen),
(AaronS)-[:WROTE]->(AFewGoodMen)
CREATE (TopGun:Movie {title:"Top Gun", released:1986, tagline:'I feel the need, the need for speed.'})
CREATE (KellyM:Person {name:'Kelly McGillis', born:1957})
CREATE (ValK:Person {name:'Val Kilmer', born:1959})
CREATE (AnthonyE:Person {name:'Anthony Edwards', born:1962})
CREATE (TomS:Person {name:'Tom Skerritt', born:1933})
CREATE (MegR:Person {name:'Meg Ryan', born:1961})
CREATE (TonyS:Person {name:'Tony Scott', born:1944})
CREATE (JimC:Person {name:'Jim Cash', born:1941})
CREATE
(TomC)-[:ACTED_IN {roles:['Maverick']}]->(TopGun),
(KellyM)-[:ACTED_IN {roles:['Charlie']}]->(TopGun),
(ValK)-[:ACTED_IN {roles:['Iceman']}]->(TopGun),
(AnthonyE)-[:ACTED_IN {roles:['Goose']}]->(TopGun),
(TomS)-[:ACTED_IN {roles:['Viper']}]->(TopGun),
(MegR)-[:ACTED_IN {roles:['Carole']}]->(TopGun),
(TonyS)-[:DIRECTED]->(TopGun),
(JimC)-[:WROTE]->(TopGun)
CREATE (JerryMaguire:Movie {title:'Jerry Maguire', released:2000, tagline:'The rest of his life begins now.'})
CREATE (ReneeZ:Person {name:'Renee Zellweger', born:1969})
CREATE (KellyP:Person {name:'Kelly Preston', born:1962})
CREATE (JerryO:Person {name:"Jerry O'Connell", born:1974})
CREATE (JayM:Person {name:'Jay Mohr', born:1970})
CREATE (BonnieH:Person {name:'Bonnie Hunt', born:1961})
CREATE (ReginaK:Person {name:'Regina King', born:1971})
CREATE (JonathanL:Person {name:'Jonathan Lipnicki', born:1996})
CREATE (CameronC:Person {name:'Cameron Crowe', born:1957})
CREATE
(TomC)-[:ACTED_IN {roles:['Jerry Maguire']}]->(JerryMaguire),
(CubaG)-[:ACTED_IN {roles:['Rod Tidwell']}]->(JerryMaguire),
(ReneeZ)-[:ACTED_IN {roles:['Dorothy Boyd']}]->(JerryMaguire),
(KellyP)-[:ACTED_IN {roles:['Avery Bishop']}]->(JerryMaguire),
(JerryO)-[:ACTED_IN {roles:['Frank Cushman']}]->(JerryMaguire),
(JayM)-[:ACTED_IN {roles:['Bob Sugar']}]->(JerryMaguire),
(BonnieH)-[:ACTED_IN {roles:['Laurel Boyd']}]->(JerryMaguire),
(ReginaK)-[:ACTED_IN {roles:['Marcee Tidwell']}]->(JerryMaguire),
(JonathanL)-[:ACTED_IN {roles:['Ray Boyd']}]->(JerryMaguire),
(CameronC)-[:DIRECTED]->(JerryMaguire),
(CameronC)-[:PRODUCED]->(JerryMaguire),
(CameronC)-[:WROTE]->(JerryMaguire)
CREATE (StandByMe:Movie {title:"Stand By Me", released:1986, tagline:"For some, it's the last real taste of innocence, and the first real taste of life. But for everyone, it's the time that memories are made of."})
CREATE (RiverP:Person {name:'River Phoenix', born:1970})
CREATE (CoreyF:Person {name:'Corey Feldman', born:1971})
CREATE (WilW:Person {name:'Wil Wheaton', born:1972})
CREATE (JohnC:Person {name:'John Cusack', born:1966})
CREATE (MarshallB:Person {name:'Marshall Bell', born:1942})
CREATE
(WilW)-[:ACTED_IN {roles:['Gordie Lachance']}]->(StandByMe),
(RiverP)-[:ACTED_IN {roles:['Chris Chambers']}]->(StandByMe),
(JerryO)-[:ACTED_IN {roles:['Vern Tessio']}]->(StandByMe),
(CoreyF)-[:ACTED_IN {roles:['Teddy Duchamp']}]->(StandByMe),
(JohnC)-[:ACTED_IN {roles:['Denny Lachance']}]->(StandByMe),
(KieferS)-[:ACTED_IN {roles:['Ace Merrill']}]->(StandByMe),
(MarshallB)-[:ACTED_IN {roles:['Mr. Lachance']}]->(StandByMe),
(RobR)-[:DIRECTED]->(StandByMe)
CREATE (AsGoodAsItGets:Movie {title:'As Good as It Gets', released:1997, tagline:'A comedy from the heart that goes for the throat.'})
CREATE (HelenH:Person {name:'Helen Hunt', born:1963})
CREATE (GregK:Person {name:'Greg Kinnear', born:1963})
CREATE (JamesB:Person {name:'James L. Brooks', born:1940})
CREATE
(JackN)-[:ACTED_IN {roles:['Melvin Udall']}]->(AsGoodAsItGets),
(HelenH)-[:ACTED_IN {roles:['Carol Connelly']}]->(AsGoodAsItGets),
(GregK)-[:ACTED_IN {roles:['Simon Bishop']}]->(AsGoodAsItGets),
(CubaG)-[:ACTED_IN {roles:['Frank Sachs']}]->(AsGoodAsItGets),
(JamesB)-[:DIRECTED]->(AsGoodAsItGets)
CREATE (WhatDreamsMayCome:Movie {title:'What Dreams May Come', released:1998, tagline:'After life there is more. The end is just the beginning.'})
CREATE (AnnabellaS:Person {name:'Annabella Sciorra', born:1960})
CREATE (MaxS:Person {name:'Max von Sydow', born:1929})
CREATE (WernerH:Person {name:'Werner Herzog', born:1942})
CREATE (Robin:Person {name:'Robin Williams', born:1951})
CREATE (VincentW:Person {name:'Vincent Ward', born:1956})
CREATE
(Robin)-[:ACTED_IN {roles:['Chris Nielsen']}]->(WhatDreamsMayCome),
(CubaG)-[:ACTED_IN {roles:['Albert Lewis']}]->(WhatDreamsMayCome),
(AnnabellaS)-[:ACTED_IN {roles:['Annie Collins-Nielsen']}]->(WhatDreamsMayCome),
(MaxS)-[:ACTED_IN {roles:['The Tracker']}]->(WhatDreamsMayCome),
(WernerH)-[:ACTED_IN {roles:['The Face']}]->(WhatDreamsMayCome),
(VincentW)-[:DIRECTED]->(WhatDreamsMayCome)
CREATE (SnowFallingonCedars:Movie {title:'Snow Falling on Cedars', released:1999, tagline:'First loves last. Forever.'})
CREATE (EthanH:Person {name:'Ethan Hawke', born:1970})
CREATE (RickY:Person {name:'Rick Yune', born:1971})
CREATE (JamesC:Person {name:'James Cromwell', born:1940})
CREATE (ScottH:Person {name:'Scott Hicks', born:1953})
CREATE
(EthanH)-[:ACTED_IN {roles:['Ishmael Chambers']}]->(SnowFallingonCedars),
(RickY)-[:ACTED_IN {roles:['Kazuo Miyamoto']}]->(SnowFallingonCedars),
(MaxS)-[:ACTED_IN {roles:['Nels Gudmundsson']}]->(SnowFallingonCedars),
(JamesC)-[:ACTED_IN {roles:['Judge Fielding']}]->(SnowFallingonCedars),
(ScottH)-[:DIRECTED]->(SnowFallingonCedars)
CREATE (YouveGotMail:Movie {title:"You've Got Mail", released:1998, tagline:'At odds in life... in love on-line.'})
CREATE (ParkerP:Person {name:'Parker Posey', born:1968})
CREATE (DaveC:Person {name:'Dave Chappelle', born:1973})
CREATE (SteveZ:Person {name:'Steve Zahn', born:1967})
CREATE (TomH:Person {name:'Tom Hanks', born:1956})
CREATE (NoraE:Person {name:'Nora Ephron', born:1941})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Joe Fox']}]->(YouveGotMail),
(MegR)-[:ACTED_IN {roles:['Kathleen Kelly']}]->(YouveGotMail),
(GregK)-[:ACTED_IN {roles:['Frank Navasky']}]->(YouveGotMail),
(ParkerP)-[:ACTED_IN {roles:['Patricia Eden']}]->(YouveGotMail),
(DaveC)-[:ACTED_IN {roles:['Kevin Jackson']}]->(YouveGotMail),
(SteveZ)-[:ACTED_IN {roles:['George Pappas']}]->(YouveGotMail),
(NoraE)-[:DIRECTED]->(YouveGotMail)
CREATE (SleeplessInSeattle:Movie {title:'Sleepless in Seattle', released:1993, tagline:'What if someone you never met, someone you never saw, someone you never knew was the only someone for you?'})
CREATE (RitaW:Person {name:'Rita Wilson', born:1956})
CREATE (BillPull:Person {name:'Bill Pullman', born:1953})
CREATE (VictorG:Person {name:'Victor Garber', born:1949})
CREATE (RosieO:Person {name:"Rosie O'Donnell", born:1962})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Sam Baldwin']}]->(SleeplessInSeattle),
(MegR)-[:ACTED_IN {roles:['Annie Reed']}]->(SleeplessInSeattle),
(RitaW)-[:ACTED_IN {roles:['Suzy']}]->(SleeplessInSeattle),
(BillPull)-[:ACTED_IN {roles:['Walter']}]->(SleeplessInSeattle),
(VictorG)-[:ACTED_IN {roles:['Greg']}]->(SleeplessInSeattle),
(RosieO)-[:ACTED_IN {roles:['Becky']}]->(SleeplessInSeattle),
(NoraE)-[:DIRECTED]->(SleeplessInSeattle)
CREATE (JoeVersustheVolcano:Movie {title:'Joe Versus the Volcano', released:1990, tagline:'A story of love, lava and burning desire.'})
CREATE (JohnS:Person {name:'John Patrick Stanley', born:1950})
CREATE (Nathan:Person {name:'Nathan Lane', born:1956})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Joe Banks']}]->(JoeVersustheVolcano),
(MegR)-[:ACTED_IN {roles:['DeDe', 'Angelica Graynamore', 'Patricia Graynamore']}]->(JoeVersustheVolcano),
(Nathan)-[:ACTED_IN {roles:['Baw']}]->(JoeVersustheVolcano),
(JohnS)-[:DIRECTED]->(JoeVersustheVolcano)
CREATE (WhenHarryMetSally:Movie {title:'When Harry Met Sally', released:1998, tagline:'Can two friends sleep together and still love each other in the morning?'})
CREATE (BillyC:Person {name:'Billy Crystal', born:1948})
CREATE (CarrieF:Person {name:'Carrie Fisher', born:1956})
CREATE (BrunoK:Person {name:'Bruno Kirby', born:1949})
CREATE
(BillyC)-[:ACTED_IN {roles:['Harry Burns']}]->(WhenHarryMetSally),
(MegR)-[:ACTED_IN {roles:['Sally Albright']}]->(WhenHarryMetSally),
(CarrieF)-[:ACTED_IN {roles:['Marie']}]->(WhenHarryMetSally),
(BrunoK)-[:ACTED_IN {roles:['Jess']}]->(WhenHarryMetSally),
(RobR)-[:DIRECTED]->(WhenHarryMetSally),
(RobR)-[:PRODUCED]->(WhenHarryMetSally),
(NoraE)-[:PRODUCED]->(WhenHarryMetSally),
(NoraE)-[:WROTE]->(WhenHarryMetSally)
CREATE (ThatThingYouDo:Movie {title:'That Thing You Do', released:1996, tagline:'In every life there comes a time when that thing you dream becomes that thing you do'})
CREATE (LivT:Person {name:'Liv Tyler', born:1977})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Mr. White']}]->(ThatThingYouDo),
(LivT)-[:ACTED_IN {roles:['Faye Dolan']}]->(ThatThingYouDo),
(Charlize)-[:ACTED_IN {roles:['Tina']}]->(ThatThingYouDo),
(TomH)-[:DIRECTED]->(ThatThingYouDo)
CREATE (TheReplacements:Movie {title:'The Replacements', released:2000, tagline:'Pain heals, Chicks dig scars... Glory lasts forever'})
CREATE (Brooke:Person {name:'Brooke Langton', born:1970})
CREATE (Gene:Person {name:'Gene Hackman', born:1930})
CREATE (Orlando:Person {name:'Orlando Jones', born:1968})
CREATE (Howard:Person {name:'Howard Deutch', born:1950})
CREATE
(Keanu)-[:ACTED_IN {roles:['Shane Falco']}]->(TheReplacements),
(Brooke)-[:ACTED_IN {roles:['Annabelle Farrell']}]->(TheReplacements),
(Gene)-[:ACTED_IN {roles:['Jimmy McGinty']}]->(TheReplacements),
(Orlando)-[:ACTED_IN {roles:['Clifford Franklin']}]->(TheReplacements),
(Howard)-[:DIRECTED]->(TheReplacements)
CREATE (RescueDawn:Movie {title:'RescueDawn', released:2006, tagline:"Based on the extraordinary true story of one man's fight for freedom"})
CREATE (ChristianB:Person {name:'Christian Bale', born:1974})
CREATE (ZachG:Person {name:'Zach Grenier', born:1954})
CREATE
(MarshallB)-[:ACTED_IN {roles:['Admiral']}]->(RescueDawn),
(ChristianB)-[:ACTED_IN {roles:['Dieter Dengler']}]->(RescueDawn),
(ZachG)-[:ACTED_IN {roles:['Squad Leader']}]->(RescueDawn),
(SteveZ)-[:ACTED_IN {roles:['Duane']}]->(RescueDawn),
(WernerH)-[:DIRECTED]->(RescueDawn)
CREATE (TheBirdcage:Movie {title:'The Birdcage', released:1996, tagline:'Come as you are'})
CREATE (MikeN:Person {name:'Mike Nichols', born:1931})
CREATE
(Robin)-[:ACTED_IN {roles:['Armand Goldman']}]->(TheBirdcage),
(Nathan)-[:ACTED_IN {roles:['Albert Goldman']}]->(TheBirdcage),
(Gene)-[:ACTED_IN {roles:['Sen. Kevin Keeley']}]->(TheBirdcage),
(MikeN)-[:DIRECTED]->(TheBirdcage)
CREATE (Unforgiven:Movie {title:'Unforgiven', released:1992, tagline:"It's a hell of a thing, killing a man"})
CREATE (RichardH:Person {name:'Richard Harris', born:1930})
CREATE (ClintE:Person {name:'Clint Eastwood', born:1930})
CREATE
(RichardH)-[:ACTED_IN {roles:['English Bob']}]->(Unforgiven),
(ClintE)-[:ACTED_IN {roles:['Bill Munny']}]->(Unforgiven),
(Gene)-[:ACTED_IN {roles:['Little Bill Daggett']}]->(Unforgiven),
(ClintE)-[:DIRECTED]->(Unforgiven)
CREATE (JohnnyMnemonic:Movie {title:'Johnny Mnemonic', released:1995, tagline:'The hottest data on earth. In the coolest head in town'})
CREATE (Takeshi:Person {name:'Takeshi Kitano', born:1947})
CREATE (Dina:Person {name:'Dina Meyer', born:1968})
CREATE (IceT:Person {name:'Ice-T', born:1958})
CREATE (RobertL:Person {name:'Robert Longo', born:1953})
CREATE
(Keanu)-[:ACTED_IN {roles:['Johnny Mnemonic']}]->(JohnnyMnemonic),
(Takeshi)-[:ACTED_IN {roles:['Takahashi']}]->(JohnnyMnemonic),
(Dina)-[:ACTED_IN {roles:['Jane']}]->(JohnnyMnemonic),
(IceT)-[:ACTED_IN {roles:['J-Bone']}]->(JohnnyMnemonic),
(RobertL)-[:DIRECTED]->(JohnnyMnemonic)
CREATE (CloudAtlas:Movie {title:'Cloud Atlas', released:2012, tagline:'Everything is connected'})
CREATE (HalleB:Person {name:'Halle Berry', born:1966})
CREATE (JimB:Person {name:'Jim Broadbent', born:1949})
CREATE (TomT:Person {name:'Tom Tykwer', born:1965})
CREATE (DavidMitchell:Person {name:'David Mitchell', born:1969})
CREATE (StefanArndt:Person {name:'Stefan Arndt', born:1961})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Zachry', 'Dr. Henry Goose', 'Isaac Sachs', 'Dermot Hoggins']}]->(CloudAtlas),
(Hugo)-[:ACTED_IN {roles:['Bill Smoke', 'Haskell Moore', 'Tadeusz Kesselring', 'Nurse Noakes', 'Boardman Mephi', 'Old Georgie']}]->(CloudAtlas),
(HalleB)-[:ACTED_IN {roles:['Luisa Rey', 'Jocasta Ayrs', 'Ovid', 'Meronym']}]->(CloudAtlas),
(JimB)-[:ACTED_IN {roles:['Vyvyan Ayrs', 'Captain Molyneux', 'Timothy Cavendish']}]->(CloudAtlas),
(TomT)-[:DIRECTED]->(CloudAtlas),
(LillyW)-[:DIRECTED]->(CloudAtlas),
(LanaW)-[:DIRECTED]->(CloudAtlas),
(DavidMitchell)-[:WROTE]->(CloudAtlas),
(StefanArndt)-[:PRODUCED]->(CloudAtlas)
CREATE (TheDaVinciCode:Movie {title:'The Da Vinci Code', released:2006, tagline:'Break The Codes'})
CREATE (IanM:Person {name:'Ian McKellen', born:1939})
CREATE (AudreyT:Person {name:'Audrey Tautou', born:1976})
CREATE (PaulB:Person {name:'Paul Bettany', born:1971})
CREATE (RonH:Person {name:'Ron Howard', born:1954})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Dr. Robert Langdon']}]->(TheDaVinciCode),
(IanM)-[:ACTED_IN {roles:['Sir Leight Teabing']}]->(TheDaVinciCode),
(AudreyT)-[:ACTED_IN {roles:['Sophie Neveu']}]->(TheDaVinciCode),
(PaulB)-[:ACTED_IN {roles:['Silas']}]->(TheDaVinciCode),
(RonH)-[:DIRECTED]->(TheDaVinciCode)
CREATE (VforVendetta:Movie {title:'V for Vendetta', released:2006, tagline:'Freedom! Forever!'})
CREATE (NatalieP:Person {name:'Natalie Portman', born:1981})
CREATE (StephenR:Person {name:'Stephen Rea', born:1946})
CREATE (JohnH:Person {name:'John Hurt', born:1940})
CREATE (BenM:Person {name: 'Ben Miles', born:1967})
CREATE
(Hugo)-[:ACTED_IN {roles:['V']}]->(VforVendetta),
(NatalieP)-[:ACTED_IN {roles:['Evey Hammond']}]->(VforVendetta),
(StephenR)-[:ACTED_IN {roles:['Eric Finch']}]->(VforVendetta),
(JohnH)-[:ACTED_IN {roles:['High Chancellor Adam Sutler']}]->(VforVendetta),
(BenM)-[:ACTED_IN {roles:['Dascomb']}]->(VforVendetta),
(JamesM)-[:DIRECTED]->(VforVendetta),
(LillyW)-[:PRODUCED]->(VforVendetta),
(LanaW)-[:PRODUCED]->(VforVendetta),
(JoelS)-[:PRODUCED]->(VforVendetta),
(LillyW)-[:WROTE]->(VforVendetta),
(LanaW)-[:WROTE]->(VforVendetta)
CREATE (SpeedRacer:Movie {title:'Speed Racer', released:2008, tagline:'Speed has no limits'})
CREATE (EmileH:Person {name:'Emile Hirsch', born:1985})
CREATE (JohnG:Person {name:'John Goodman', born:1960})
CREATE (SusanS:Person {name:'Susan Sarandon', born:1946})
CREATE (MatthewF:Person {name:'Matthew Fox', born:1966})
CREATE (ChristinaR:Person {name:'Christina Ricci', born:1980})
CREATE (Rain:Person {name:'Rain', born:1982})
CREATE
(EmileH)-[:ACTED_IN {roles:['Speed Racer']}]->(SpeedRacer),
(JohnG)-[:ACTED_IN {roles:['Pops']}]->(SpeedRacer),
(SusanS)-[:ACTED_IN {roles:['Mom']}]->(SpeedRacer),
(MatthewF)-[:ACTED_IN {roles:['Racer X']}]->(SpeedRacer),
(ChristinaR)-[:ACTED_IN {roles:['Trixie']}]->(SpeedRacer),
(Rain)-[:ACTED_IN {roles:['Taejo Togokahn']}]->(SpeedRacer),
(BenM)-[:ACTED_IN {roles:['Cass Jones']}]->(SpeedRacer),
(LillyW)-[:DIRECTED]->(SpeedRacer),
(LanaW)-[:DIRECTED]->(SpeedRacer),
(LillyW)-[:WROTE]->(SpeedRacer),
(LanaW)-[:WROTE]->(SpeedRacer),
(JoelS)-[:PRODUCED]->(SpeedRacer)
CREATE (NinjaAssassin:Movie {title:'Ninja Assassin', released:2009, tagline:'Prepare to enter a secret world of assassins'})
CREATE (NaomieH:Person {name:'Naomie Harris'})
CREATE
(Rain)-[:ACTED_IN {roles:['Raizo']}]->(NinjaAssassin),
(NaomieH)-[:ACTED_IN {roles:['Mika Coretti']}]->(NinjaAssassin),
(RickY)-[:ACTED_IN {roles:['Takeshi']}]->(NinjaAssassin),
(BenM)-[:ACTED_IN {roles:['Ryan Maslow']}]->(NinjaAssassin),
(JamesM)-[:DIRECTED]->(NinjaAssassin),
(LillyW)-[:PRODUCED]->(NinjaAssassin),
(LanaW)-[:PRODUCED]->(NinjaAssassin),
(JoelS)-[:PRODUCED]->(NinjaAssassin)
CREATE (TheGreenMile:Movie {title:'The Green Mile', released:1999, tagline:"Walk a mile you'll never forget."})
CREATE (MichaelD:Person {name:'Michael Clarke Duncan', born:1957})
CREATE (DavidM:Person {name:'David Morse', born:1953})
CREATE (SamR:Person {name:'Sam Rockwell', born:1968})
CREATE (GaryS:Person {name:'Gary Sinise', born:1955})
CREATE (PatriciaC:Person {name:'Patricia Clarkson', born:1959})
CREATE (FrankD:Person {name:'Frank Darabont', born:1959})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Paul Edgecomb']}]->(TheGreenMile),
(MichaelD)-[:ACTED_IN {roles:['John Coffey']}]->(TheGreenMile),
(DavidM)-[:ACTED_IN {roles:['Brutus "Brutal" Howell']}]->(TheGreenMile),
(BonnieH)-[:ACTED_IN {roles:['Jan Edgecomb']}]->(TheGreenMile),
(JamesC)-[:ACTED_IN {roles:['Warden Hal Moores']}]->(TheGreenMile),
(SamR)-[:ACTED_IN {roles:['"Wild Bill" Wharton']}]->(TheGreenMile),
(GaryS)-[:ACTED_IN {roles:['Burt Hammersmith']}]->(TheGreenMile),
(PatriciaC)-[:ACTED_IN {roles:['Melinda Moores']}]->(TheGreenMile),
(FrankD)-[:DIRECTED]->(TheGreenMile)
CREATE (FrostNixon:Movie {title:'Frost/Nixon', released:2008, tagline:'400 million people were waiting for the truth.'})
CREATE (FrankL:Person {name:'Frank Langella', born:1938})
CREATE (MichaelS:Person {name:'Michael Sheen', born:1969})
CREATE (OliverP:Person {name:'Oliver Platt', born:1960})
CREATE
(FrankL)-[:ACTED_IN {roles:['Richard Nixon']}]->(FrostNixon),
(MichaelS)-[:ACTED_IN {roles:['David Frost']}]->(FrostNixon),
(KevinB)-[:ACTED_IN {roles:['Jack Brennan']}]->(FrostNixon),
(OliverP)-[:ACTED_IN {roles:['Bob Zelnick']}]->(FrostNixon),
(SamR)-[:ACTED_IN {roles:['James Reston, Jr.']}]->(FrostNixon),
(RonH)-[:DIRECTED]->(FrostNixon)
CREATE (Hoffa:Movie {title:'Hoffa', released:1992, tagline:"He didn't want law. He wanted justice."})
CREATE (DannyD:Person {name:'Danny DeVito', born:1944})
CREATE (JohnR:Person {name:'John C. Reilly', born:1965})
CREATE
(JackN)-[:ACTED_IN {roles:['Hoffa']}]->(Hoffa),
(DannyD)-[:ACTED_IN {roles:['Robert "Bobby" Ciaro']}]->(Hoffa),
(JTW)-[:ACTED_IN {roles:['Frank Fitzsimmons']}]->(Hoffa),
(JohnR)-[:ACTED_IN {roles:['Peter "Pete" Connelly']}]->(Hoffa),
(DannyD)-[:DIRECTED]->(Hoffa)
CREATE (Apollo13:Movie {title:'Apollo 13', released:1995, tagline:'Houston, we have a problem.'})
CREATE (EdH:Person {name:'Ed Harris', born:1950})
CREATE (BillPax:Person {name:'Bill Paxton', born:1955})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Jim Lovell']}]->(Apollo13),
(KevinB)-[:ACTED_IN {roles:['Jack Swigert']}]->(Apollo13),
(EdH)-[:ACTED_IN {roles:['Gene Kranz']}]->(Apollo13),
(BillPax)-[:ACTED_IN {roles:['Fred Haise']}]->(Apollo13),
(GaryS)-[:ACTED_IN {roles:['Ken Mattingly']}]->(Apollo13),
(RonH)-[:DIRECTED]->(Apollo13)
CREATE (Twister:Movie {title:'Twister', released:1996, tagline:"Don't Breathe. Don't Look Back."})
CREATE (PhilipH:Person {name:'Philip Seymour Hoffman', born:1967})
CREATE (JanB:Person {name:'Jan de Bont', born:1943})
CREATE
(BillPax)-[:ACTED_IN {roles:['Bill Harding']}]->(Twister),
(HelenH)-[:ACTED_IN {roles:['Dr. Jo Harding']}]->(Twister),
(ZachG)-[:ACTED_IN {roles:['Eddie']}]->(Twister),
(PhilipH)-[:ACTED_IN {roles:['Dustin "Dusty" Davis']}]->(Twister),
(JanB)-[:DIRECTED]->(Twister)
CREATE (CastAway:Movie {title:'Cast Away', released:2000, tagline:'At the edge of the world, his journey begins.'})
CREATE (RobertZ:Person {name:'Robert Zemeckis', born:1951})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Chuck Noland']}]->(CastAway),
(HelenH)-[:ACTED_IN {roles:['Kelly Frears']}]->(CastAway),
(RobertZ)-[:DIRECTED]->(CastAway)
CREATE (OneFlewOvertheCuckoosNest:Movie {title:"One Flew Over the Cuckoo's Nest", released:1975, tagline:"If he's crazy, what does that make you?"})
CREATE (MilosF:Person {name:'Milos Forman', born:1932})
CREATE
(JackN)-[:ACTED_IN {roles:['Randle McMurphy']}]->(OneFlewOvertheCuckoosNest),
(DannyD)-[:ACTED_IN {roles:['Martini']}]->(OneFlewOvertheCuckoosNest),
(MilosF)-[:DIRECTED]->(OneFlewOvertheCuckoosNest)
CREATE (SomethingsGottaGive:Movie {title:"Something's Gotta Give", released:2003})
CREATE (DianeK:Person {name:'Diane Keaton', born:1946})
CREATE (NancyM:Person {name:'Nancy Meyers', born:1949})
CREATE
(JackN)-[:ACTED_IN {roles:['Harry Sanborn']}]->(SomethingsGottaGive),
(DianeK)-[:ACTED_IN {roles:['Erica Barry']}]->(SomethingsGottaGive),
(Keanu)-[:ACTED_IN {roles:['Julian Mercer']}]->(SomethingsGottaGive),
(NancyM)-[:DIRECTED]->(SomethingsGottaGive),
(NancyM)-[:PRODUCED]->(SomethingsGottaGive),
(NancyM)-[:WROTE]->(SomethingsGottaGive)
CREATE (BicentennialMan:Movie {title:'Bicentennial Man', released:1999, tagline:"One robot's 200 year journey to become an ordinary man."})
CREATE (ChrisC:Person {name:'Chris Columbus', born:1958})
CREATE
(Robin)-[:ACTED_IN {roles:['Andrew Marin']}]->(BicentennialMan),
(OliverP)-[:ACTED_IN {roles:['Rupert Burns']}]->(BicentennialMan),
(ChrisC)-[:DIRECTED]->(BicentennialMan)
CREATE (CharlieWilsonsWar:Movie {title:"Charlie Wilson's War", released:2007, tagline:"A stiff drink. A little mascara. A lot of nerve. Who said they couldn't bring down the Soviet empire."})
CREATE (JuliaR:Person {name:'Julia Roberts', born:1967})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Rep. Charlie Wilson']}]->(CharlieWilsonsWar),
(JuliaR)-[:ACTED_IN {roles:['Joanne Herring']}]->(CharlieWilsonsWar),
(PhilipH)-[:ACTED_IN {roles:['Gust Avrakotos']}]->(CharlieWilsonsWar),
(MikeN)-[:DIRECTED]->(CharlieWilsonsWar)
CREATE (ThePolarExpress:Movie {title:'The Polar Express', released:2004, tagline:'This Holiday Season... Believe'})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Hero Boy', 'Father', 'Conductor', 'Hobo', 'Scrooge', 'Santa Claus']}]->(ThePolarExpress),
(RobertZ)-[:DIRECTED]->(ThePolarExpress)
CREATE (ALeagueofTheirOwn:Movie {title:'A League of Their Own', released:1992, tagline:'Once in a lifetime you get a chance to do something different.'})
CREATE (Madonna:Person {name:'Madonna', born:1954})
CREATE (GeenaD:Person {name:'Geena Davis', born:1956})
CREATE (LoriP:Person {name:'Lori Petty', born:1963})
CREATE (PennyM:Person {name:'Penny Marshall', born:1943})
CREATE
(TomH)-[:ACTED_IN {roles:['Jimmy Dugan']}]->(ALeagueofTheirOwn),
(GeenaD)-[:ACTED_IN {roles:['Dottie Hinson']}]->(ALeagueofTheirOwn),
(LoriP)-[:ACTED_IN {roles:['Kit Keller']}]->(ALeagueofTheirOwn),
(RosieO)-[:ACTED_IN {roles:['Doris Murphy']}]->(ALeagueofTheirOwn),
(Madonna)-[:ACTED_IN {roles:['"All the Way" Mae Mordabito']}]->(ALeagueofTheirOwn),
(BillPax)-[:ACTED_IN {roles:['Bob Hinson']}]->(ALeagueofTheirOwn),
(PennyM)-[:DIRECTED]->(ALeagueofTheirOwn)
CREATE (PaulBlythe:Person {name:'Paul Blythe'})
CREATE (AngelaScope:Person {name:'Angela Scope'})
CREATE (JessicaThompson:Person {name:'Jessica Thompson'})
CREATE (JamesThompson:Person {name:'James Thompson'})
CREATE
(JamesThompson)-[:FOLLOWS]->(JessicaThompson),
(AngelaScope)-[:FOLLOWS]->(JessicaThompson),
(PaulBlythe)-[:FOLLOWS]->(AngelaScope)
CREATE
(JessicaThompson)-[:REVIEWED {summary:'An amazing journey', rating:95}]->(CloudAtlas),
(JessicaThompson)-[:REVIEWED {summary:'Silly, but fun', rating:65}]->(TheReplacements),
(JamesThompson)-[:REVIEWED {summary:'The coolest football movie ever', rating:100}]->(TheReplacements),
(AngelaScope)-[:REVIEWED {summary:'Pretty funny at times', rating:62}]->(TheReplacements),
(JessicaThompson)-[:REVIEWED {summary:'Dark, but compelling', rating:85}]->(Unforgiven),
(JessicaThompson)-[:REVIEWED {summary:"Slapstick redeemed only by the Robin Williams and Gene Hackman's stellar performances", rating:45}]->(TheBirdcage),
(JessicaThompson)-[:REVIEWED {summary:'A solid romp', rating:68}]->(TheDaVinciCode),
(JamesThompson)-[:REVIEWED {summary:'Fun, but a little far fetched', rating:65}]->(TheDaVinciCode),
(JessicaThompson)-[:REVIEWED {summary:'You had me at Jerry', rating:92}]->(JerryMaguire)
WITH TomH as a
MATCH (a)-[:ACTED_IN]->(m)<-[:DIRECTED]-(d) RETURN a,m,d LIMIT 10;

上記のコードをChatGPTに解説してもらいましょう。（こういう解説してくれるの、めっちゃ便利だ・・）

このCypherクエリは、映画とその出演者、監督、プロデューサーなどの関係を表現するために用いられています。構造を詳しく見ていきましょう：

  1. CREATE文: このクエリは、主にCREATE文を使用しています。CREATEは、新しいノード（エンティティ）や関係を作成するための命令です。
  2. ノードの作成: 映画（Movie）と人物（Person）のノードが作成されています。例えば、(TheMatrix:Movie {title:'The Matrix', released:1999, tagline:'Welcome to the Real World'})は「The Matrix」という映画のノードを作成します。
  3. 属性の割り当て: 各ノードには属性（プロパティ）が割り当てられています。例えば、映画ノードにはtitle、released（リリース年）、tagline（キャッチフレーズ）があります。
  4. 関係の作成: 人物と映画の間の関係（エッジ）が定義されています。例えば、(Keanu)-[:ACTED_IN {roles:['Neo']}]->(TheMatrix)は、キアヌ・リーブスが「ネオ」として「The Matrix」に出演していることを示します。
  5. 役割の指定: ACTED_IN、DIRECTED、PRODUCEDなどの関係には、役割やその他の情報が属性として追加されています。
  6. 複数の関係: 一度に複数の関係を作成することも可能です。これは、映画ごとに複数の俳優が出演している場合に便利です。
  7. WITH文とMATCH文: 最後の行では、WITHとMATCHを使用して、特定のパターン（この場合はトム・ハンクスが出演し、ある監督が監督した映画）に一致するノードと関係を検索しています。

このクエリは、映画業界のネットワークを表現するための複雑なデータセットを作成するために使われます。ノードと関係の間の様々な組み合わせを通じて、俳優、監督、映画間の関係を表現しています。

なるほどわかりやすい。上記コードの最後でトムハンクスが出演した映画とその監督のリスト１０件を取得するようなクエリが投げられているが、確かにそれが可視化されている様子がわかります。可視化の中では、ACTED‗INなどの関係性に関する情報をも把握することができて便利ですね。

ここでもう一つ疑問。Cipherで記述された上記データは、どのように格納されているのだろうか。これもChatGPTに解説してもらった。

Neo4jでのデータ格納は、JSON形式と似ていますが、実際にはNeo4j独自の方法で格納されます。具体的には、Neo4jではデータをノード（エンティティ）、関係（エッジ）、およびそれらの属性として格納します。これらの要素はグラフデータベースの基本構成要素であり、複雑なネットワーク関係を効率的に表現することができます。

  • ノード: エンティティやオブジェクトを表し、ラベルを持つことができます（例: Person, Movie）。
  • 関係: ノード間の接続を表し、方向性を持ちます（例: ACTED_IN, DIRECTED）。
  • 属性: ノードや関係に付随する情報で、キーと値のペアで表現されます。

JSONとの類似点は、データがキーと値のペアで表現される点にあります。しかし、Neo4jではこれらのデータがグラフの構造内に組み込まれ、ノードと関係という形で格納されます。これにより、複雑なデータ間の関係を効率的にクエリし、分析することが可能になります。

クライアントとのデータのやり取り（例えば、クエリの結果）はJSON形式で行われることが多いですが、内部的なデータ格納にはNeo4jのグラフデータモデルが用いられます。

制約の追加

次に進むと、制約の追加を試してみることができます。

RDBMSと同様、一意制約などを追加できるのですね。ふむふむ。

インデックスの追加

グラフデータベースではインデックスもサポートされているのですね。このあたりはRDBMSと似ていますね。

ここで一つ疑問。グラフデータベースのインデックスってどのような構造？RDBMSだとB－Treeだけど、グラフデータベースでも同様なのか・・？ChatGPT先生に教えてもらった。

グラフデータベース（特にNeo4j）で作成されるインデックスと、リレーショナルデータベース管理システム（RDBMS）のB-Treeインデックスはいくつかの共通点と相違点があります。

共通点

  1. 検索の高速化: 両方のインデックスはデータベースの検索性能を向上させるために使用されます。インデックスを使用することで、大量のデータの中から必要な情報を迅速に見つけることができます。
  2. キーに基づく構造: 両方のタイプのインデックスは、キーに基づいてデータを整理し、アクセスします。これにより、指定されたキー値に基づく効率的なデータ検索が可能になります。

相違点

  1. 基本的なデータ構造:
  • RDBMS（B-Treeインデックス）: 一般に、リレーショナルデータベースではB-Treeまたはその変種（B+Treeなど）がインデックスのために使用されます。B-Treeはバランスの取れた木構造で、データをソートされた順序で保持し、検索、挿入、削除を効率的に行います。
  • Neo4j（グラフデータベース）: Neo4jのインデックスは、B-Treeに似ているが、グラフ特有のデータ構造（ノードと関係）を効率的に扱うように最適化されています。Neo4jでは、ノードや関係の特定の属性にインデックスを作成し、これを使ってグラフ構造内での検索を高速化します。
  1. 最適化の対象:
  • RDBMS: RDBMSのインデックスは、行と列の形式のデータに最適化されており、テーブル内のデータを高速に検索することに焦点を当てています。
  • Neo4j: Neo4jのインデックスは、グラフのノードや関係の属性に最適化されており、グラフの探索と関連性の分析を高速化することを目的としています。
  1. 利用シナリオ:
  • RDBMS: B-Treeインデックスは、一般的な検索クエリ、範囲クエリ、順序付けクエリなどに使用されます。
  • Neo4j: グラフデータベースのインデックスは、特にグラフ構造内での特定のパターンや関連性を探すクエリに有効です。

結論として、Neo4jのインデックスとRDBMSのB-Treeインデックスはいずれもデータベースの検索を高速化するために設計されていますが、その構造と最適化の対象はそれぞれのデータベースの特性に合わせて異なります。Neo4jのインデックスは、グラフの複雑な関係性を迅速に探索するために特化している点が特徴です。

なるほど。もうひとつ。Neo4jで利用できるインデックスの種類についても。

はい、Neo4jではいくつかの異なる種類のインデックスを使用できます。これらのインデックスは、様々なユースケースとデータの要件に応じて選択されます。以下は、Neo4jで利用可能な主要なインデックスの種類です：

  1. ノードラベルインデックス:
  • これは、特定のラベルを持つノードを高速に検索するために使用されます。
  • ノードに割り当てられたラベルに基づいてインデックスが作成されます。
  1. プロパティインデックス:
  • ノードや関係の特定の属性（プロパティ）にインデックスを作成し、これらの属性に基づくクエリを高速化します。
  • 例えば、人物の名前や映画のリリース年など、頻繁に検索される属性に有効です。
  1. フルテキストインデックス:
  • フルテキスト検索をサポートするためのインデックスです。
  • 文書や大量のテキストデータ内でのキーワード検索に適しています。
  1. 空間インデックス:
  • 地理的なデータを格納しているノードに対して、空間クエリを高速化するために使用されます。
  • 地理空間データを扱うアプリケーションで特に有用です。
  1. コンポジットインデックス:
  • 複数のプロパティを組み合わせたインデックスです。
  • 複数の属性に基づいてデータを検索する際に効率的です。

これらのインデックスは、Neo4jの柔軟性と強力な検索能力を提供し、特定のクエリやデータの種類に最適なパフォーマンスを実現するために使われます。適切なインデックスを選択することで、大規模なグラフデータベース内でのデータ検索とアクセスの効率を大幅に向上させることができます。

なるほど、いくつかの種類があることは理解した。

データの検索

名前に”Tom Hanks”を含む俳優を探す

MATCH (tom:Person {name: "Tom Hanks"}) RETURN tom

ちなみにこれ、可視化しながら対話的にリレーションシップをたどっていくような操作もできるっぽい。

特定条件に一致する映画のタイトルをリストアップする

MATCH (nineties:Movie) WHERE nineties.released >= 1990 AND nineties.released < 2000 RETURN nineties.title

Tom Hanksが出演した映画

これまでは、単純な条件でデータを取得していましたが、次はグラフデータベースの用途っぽい、関係性を条件にした検索の例です。

MATCH (tom:Person {name: "Tom Hanks"})-[:ACTED_IN]->(tomHanksMovies) RETURN tom,tomHanksMovies

Tom Hanksと共演したことのある人

MATCH (tom:Person {name:"Tom Hanks"})-[:ACTED_IN]->(m)<-[:ACTED_IN]-(coActors) RETURN DISTINCT coActors.name

Cloud Atlasの映画でTom Hanksと関わった人とその関わり方

MATCH (people:Person)-[relatedTo]-(:Movie {title: "Cloud Atlas"}) RETURN people.name, Type(relatedTo), relatedTo.roles

Kevin Baconと4つ以内の近さの関係性を持つ映画と俳優

おお、どんどんグラフデータベースならではな感じのクエリになってきました。ホップの数に基づいた検索もできるんですね。

MATCH (bacon:Person {name:"Kevin Bacon"})-[*1..4]-(hollywood)
RETURN DISTINCT hollywood

Kevin BaconとMeg Ryanの最も近い関係性のパス

Neo4j（というよりはCypherの関数なのかな？）では、グラフデータベースの真価を発揮しやすくするような組み込みの分析関数も用意されているようです。shortestPath()関数を使うことで、最も近い関係性をたどるようなこともできてしまいます。面白い。

MATCH p=shortestPath(
(bacon:Person {name:"Kevin Bacon"})-[*]-(meg:Person {name:"Meg Ryan"})
)
RETURN p

Tom Hanksとまだ共演したことがない俳優から推薦リストを作成

MATCH (tom:Person {name:"Tom Hanks"})-[:ACTED_IN]->(m)<-[:ACTED_IN]-(coActors),
(coActors)-[:ACTED_IN]->(m2)<-[:ACTED_IN]-(cocoActors)
WHERE NOT (tom)-[:ACTED_IN]->()<-[:ACTED_IN]-(cocoActors) AND tom <> cocoActors
RETURN cocoActors.name AS Recommended, count(*) AS Strength ORDER BY Strength DESC

以上、Neo4jを使ってデータからどういった示唆を得ることができるのか、実際に触ってみることができました。

まとめ

今回の記事では、基本的なNeo4jのコンセプトと使い方をまとめました。

グラフデータベースは、最近では以下のように生成AI用と組み合わせるユースケースでさらに力を発揮すると主張されはじめています。

Generative AI – Ground LLMs with Knowledge Graphs (neo4j.com)

今後の記事では、またこの点について手を動かしながら分かったことをまとめていきたいと思います。

少しでも参考になりましたら幸いです。

おしまい

この記事を気に入っていただけたらシェアをお願いします！

コメントを残す

メールアドレスが公開されることはありません。 ※ が付いている欄は必須項目です

ABOUT US
Yuu113
初めまして。ゆうたろうと申します。 兵庫県出身、東京でシステムエンジニアをしております。現在は主にデータ分析、機械学習を活用してビジネスモデリングに取り組んでいます。 日々学んだことや経験したことを整理していきたいと思い、ブログを始めました。旅行、カメラ、IT技術、江戸文化が大好きですので、これらについても記事にしていきたいと思っています。