JanusGraph本体概念

每个JanusGraph图都有一个由其中使用的边标签、属性键和顶点标签组成的概念集合，称之为本体（Schema）。JanusGraph Schema可以显式定义，也可以隐式定义。鼓励用户在应用程序开发过程中明确定义图形模式。显式定义的模式是健壮的图形应用程序的重要组成部分，它极大地改进了协作软件开发。请注意，JanusGraph模式可以随着时间的推移而发展，而不会中断正常的数据库操作。扩展模式不会减慢查询应答的速度，也不需要数据库停机。

% cd ~/Downloads/janusgraph-full-0.6.3
% ./bin/gremlin.sh
// 连接上以后建立和JanusGraph的连接后：
gremlin> graph = JanusGraphFactory.open('/Users/tutu/workspace/janusgraph-v0.6/janusgraph-dist/src/assembly/cfilter/conf/janusgraph-cql-es.properties')
gremlin> mgmt = graph.openManagement()
gremlin> mgmt.printSchema()

NOTE: 通关系型数据库不同，图数据的schema是定义一张图，而非定义一个vertex的。在Mysql中，我们通常将建立一张表定义为创建一个schema，而在JanusGraph中，一个Graph用于一个schema。

如何所示，能看到Gremlin Console打印出来的schema分三个大的基本维度呈现。

JanusGraph Schema
            | 
            |-----------Vertex Lables
            |
            |-----------Property Keys
            |
            |-----------Edge Labels
 
Schema Type如edge label, vertex label及property key在元素首次创建时被赋予元素，且不能修改。

Vertex Labels (顶点)

虽然vertex label无论在概念还是数据模型层面都是可选的，但JanusGraph为所有的vertex都指定了一个label，addVertex()方法创建的vertex都使用了janusGraph的默认vertex label。vertex label在graph中必须是唯一的。

可以理解每个实体都得有一个类型。

gremlin> mgmt = graph.openManagement()
gremlin> person = mgmt.makeVertexLabel('person').make()
gremlin> mgmt.commit()
// Create a labeled vertex
gremlin> person = graph.addVertex(label,'person')
// Create an unlabeled vertex
gremlin> v = graph.addVertex()
gremlin> graph.tx().commit()

Edge Labels（边）

边都有一个label，用于表示关系的语义。例如一个edge label:friend表明了两个vertex有朋友关系。

gremlin> mgmt = graph.openManagement()
gremlin> follow = mgmt.makeEdgeLabel('follow').multiplicity(MULTI).make()
gremlin> mother = mgmt.makeEdgeLabel('mother').multiplicity(MANY2ONE).make()
gremlin> mgmt.commit()

要定义edge lable，调用makeEdgeLabel(String)方法，该方法返回一个builder，可以通过该builder设置edge的多样性(multiplicity)，多样性属性定义了具有该label的edge的多样性约束，也即在一对vertex间的最大edge的个数。JanusGraph支持如下多样性：

1. MULTI (多个)

在一对vertex间可以有任意多个同样label的edge。

2. SIMPLE（简单关系）

在一对vertex间最多只能有一个同样label的edge

3. MANY2ONE （多对一）

图中任意一个Vertex最多有一个出度（outgoing）edge，和不限个数的入度（incoming）edge，注意：这些对edge的限制对同一个label生效。

4. ONE2MANY（一对多）

和上图相反即可，图中任意一个Vertex最多有一个入度（incoming）edge，和不限个数的出度（outgoing）edge，注意：这些对edge的限制对同一个label生效。

5. ONE2ONE(一对一)

某verex中具有同样Label的edge，只能有最多一个incoming edge和最多一个outgoing edge。

Property Keys（属性Key）

我们说JanusGraph是属性图，vertex和edge上的property是键值对，如name="Danie"，中name就是键，value则是Danie，Property Key是Graph Schema中的一部分，并且也用约束value的值类型。

使用dataType定义某个property key的数据类型，JanusGraph强制具有相同Key的value都有相同的数据类型来保证加入到图中的数据是有效的。可以将某个property key的数据类型定义为Object.class来使该value存储任何值（可序列化的），但是还是推荐使用具有具体类型的值类型。设置的类的名称必须是一个确切的类而且不能是接口或抽闲类。JanusGraph提供了class 相等性，所有设置为子类型也是不可以的。

JanusGraph提供如下的数据类型：

Property Key Cardinality（属性key基数）

使用cardinality(Cardinality)来定义Vertex上某个指定key的value的基数。

SINGLE

每个KEY只允许一个VALUE

LIST

以LIST形式保存VALUE，也即可以有重复值。

SET

以SET形式保存VALUE，不能有重复值。

gremlin> mgmt = graph.openManagement()
//创建了一个名字为birthDate的属性，并设置值类型为LONG，且只能保存一个值
gremlin> birthDate = mgmt.makePropertyKey('birthDate').dataType(Long.class).cardinality(Cardinality.SINGLE).make()
//创建了一个名字为name的属性，并设置值类型为String，且可以保存不能重复的多个值
gremlin> name = mgmt.makePropertyKey('name').dataType(String.class).cardinality(Cardinality.SET).make()
//创建了一个名字为sensorReading的属性，并设置值类型为Double，且可以保存可以重复的多个值
gremlin> sensorReading = mgmt.makePropertyKey('sensorReading').dataType(Double.class).cardinality(Cardinality.LIST).make()
gremlin> mgmt.commit()

Relation Types (关系类型)

Edge Labels和property keys结合起来被称为relation types，relation type的在图中必须唯一，也意味着property key和edge label不能有相同的名字。在JanusGraph中有查询relation type的API。

gremlin> mgmt = graph.openManagement()
gremlin> if(mgmt.containsRelationType('name'))
gremlin> name = mgmt.getPropertyKey('name')
gremlin> mgmt.getRelationTypes(EdgeLabel.class)
gremlin> mgmt.commit()

自动化创建Schema

如果edge label, property key和vertex label没有被显式创建，则会在第一次使用时通过默认DefaultSchemaMaker创建。默认的，隐式创建的edge label的multiplicity被设置为MULTI；隐式创建的property key设置为SINGLE，value数据类型为Object.class。用户可以通过实现和注册自己的DefaultSchemaMaker来自定义。

schema.default=none

强烈建议用户显式创建，并配置系统为不支持隐式创建。

变更Schema

edge label，property key和vertex label的定义一旦提交到graph就不能修改了，但是schema元素的名字是可以修改的。通过JanusGraphManagement.changeName(JanusGraphSchemaElement, String)。

gremlin> mgmt = graph.openManagement()
gremlin> place = mgmt.getPropertyKey('place')
gremlin> mgmt.changeName(place,'location')
gremlin> mgmt.commit()

需要注意的是，更新schema element的名称可能不会立即可见，需要等待JanusGraph同步数据或后端数据同步完成。在更名可能导致冲突的情况下，可能要重启实例。如果需要更名，可以先将原来元素改名为新的不存在的元素名称，然后创建新的schema 元素，但不会影响已经创建的数据，需要通过批处理修改数据。