Azure Cosmos DB för Gremlin-grafstöd och kompatibilitet med TinkerPop-funktioner

Azure Cosmos DB stöder Apache Tinkerpops diagramblädderingsspråk, som kallas Gremlin. Du kan använda Gremlin-språket för att skapa diagramentiteter (brytpunkter och kanter), ändra egenskaper inom de entiteterna, utföra frågor och bläddringar samt ta bort entiteter.

Azure Cosmos DB Graph-motorn följer noga Apache TinkerPop bläddrande stegspecifikation, men det finns skillnader i implementeringen som är specifika för Azure Cosmos DB. I den här artikeln ger vi en snabb genomgång av Gremlin och räknar upp De Gremlin-funktioner som stöds av API:et för Gremlin.

Kompatibla klientbibliotek

I följande tabell visas populära Gremlin-drivrutiner som du kan använda mot Azure Cosmos DB:

Diagramobjekt som stöds

TinkerPop är en standard som omfattar en mängd olika diagramtekniker. Därför har den standardterminologi som beskriver vilka funktioner som tillhandahålls av en diagramprovider. Azure Cosmos DB ger en beständig, hög samtidighet, skrivbar grafdatabas som kan partitioneras över flera servrar eller kluster.

I följande tabell visas TinkerPop-funktionerna som implementeras av Azure Cosmos DB:

Gremlin-trådformat

Azure Cosmos DB använder JSON-formatet när du returnerar resultat från Gremlin-åtgärder. Azure Cosmos DB stöder för närvarande JSON-formatet. Följande kodfragment visar till exempel en JSON-representation av ett hörn returerat till klienten från Azure Cosmos DB:

  {
    "id": "a7111ba7-0ea1-43c9-b6b2-efc5e3aea4c0",
    "label": "person",
    "type": "vertex",
    "outE": {
      "knows": [
        {
          "id": "3ee53a60-c561-4c5e-9a9f-9c7924bc9aef",
          "inV": "04779300-1c8e-489d-9493-50fd1325a658"
        },
        {
          "id": "21984248-ee9e-43a8-a7f6-30642bc14609",
          "inV": "a8e3e741-2ef7-4c01-b7c8-199f8e43e3bc"
        }
      ]
    },
    "properties": {
      "firstName": [
        {
          "value": "Thomas"
        }
      ],
      "lastName": [
        {
          "value": "Andersen"
        }
      ],
      "age": [
        {
          "value": 45
        }
      ]
    }
  }

Egenskaperna som används av JSON-formatet för hörn beskrivs nedan:

Varje egenskap kan lagra flera värden inom en matris.

Och kanten innehåller följande information för att underlätta navigeringen till andra delar av diagrammet.

Gremlin-steg

Nu ska vi titta på de Gremlin-steg som stöds av Azure Cosmos DB. En fullständig referens om Gremlin finns i TinkerPop-referens.

Den skrivoptimerade motorn som tillhandahålls av Azure Cosmos DB stöder automatisk indexering av alla egenskaper inom hörn och kanter som standard. Därför bearbetas frågor med filter, intervallfrågor, sortering eller sammanställning av alla egenskaper från index och hanteras effektivt. Mer information om hur indexering fungerar i Azure Cosmos DB finns i vår artikel om schema-agnostisk indexering.

Beteendeskillnader

• Azure Cosmos DB Graph-motorn kör bredden-först traversering medan TinkerPop Gremlin är djupet-först. Det här beteendet ger bättre prestanda i horisontellt skalbara system som Azure Cosmos DB.

Funktioner som inte stöds

• Gremlin Bytecode är ett datorspråk med oberoende specifikation för diagrambläddringar. Azure Cosmos DB Graph stöder det inte än. Använd GremlinClient.SubmitAsync() och skicka traverseringen som textsträng.

• property(set, 'xyz', 1) setkardinalitet stöds inte för närvarande. Använd property(list, 'xyz', 1) i stället. Mer information finns i Nodens egenskaper med TinkerPop.

• match() steg är inte tillgänglig för närvarande. Det här steget innehåller deklarativa frågefunktioner.

• Objekt som egenskaper på hörn eller kanter stöds inte. Egenskaper kan bara vara primitiva typer eller matriser.

• Sortering efter matrisegenskaperorder().by(<array property>) stöds inte. Sortering stöds endast av primitiva typer.

• Icke-primitiva JSON-typer stöds inte. Använd string, numbereller true/false typer. null värden stöds inte.

• GraphSONv3-serialiserare stöds inte för närvarande. Använd GraphSONv2 klasserna Serializer, Reader och Writer i anslutningskonfigurationen. Resultaten som returneras av Azure Cosmos DB för Gremlin har inte samma format som GraphSON-formatet.

• Lambda-uttryck och -funktioner stöds inte för närvarande. Detta inkluderar .map{<expression>}funktionerna , .by{<expression>}och .filter{<expression>} . Mer information om hur du skriver om dem med Gremlin-steg finns i En anteckning om Lambdas.

• Transaktioner stöds inte på grund av systemets distribuerade karaktär. Konfigurera lämplig konsekvensmodell för Gremlin-kontot för att "läsa dina egna skrivningar" och använd optimistisk samtidighet för att lösa motstridiga skrivningar.

Kända begränsningar

• Indexanvändning för Gremlin-frågor med steg mitt i traverseringen.V(): För närvarande används endast det första .V() anropet av en traversering av indexet för att lösa eventuella filter eller predikat som är kopplade till det. Efterföljande anrop kommer inte att konsultera indexet, vilket kan öka svarstiden och kostnaden för frågan.

Om vi antar standardindexering använder en vanlig Gremlin-fråga som börjar med .V() steget parametrar i de bifogade filtreringsstegen, till exempel .has() eller .where() för att optimera frågans kostnad och prestanda. Som exempel:

g.V().has('category', 'A')

Men när mer än ett .V() steg ingår i Gremlin-frågan kanske lösningen på data för frågan inte är optimal. Ta följande fråga som exempel:

g.V().has('category', 'A').as('a').V().has('category', 'B').as('b').select('a', 'b')

Den här frågan returnerar två grupper med hörn baserat på deras egenskap med namnet category. I det här fallet använder endast det första anropet g.V().has('category', 'A') indexet för att lösa hörnen baserat på värdena för deras egenskaper.

En lösning för den här frågan är att använda subtraversala steg som .map() och union(). Detta exemplifieras nedan:

// Query workaround using .map()
g.V().has('category', 'A').as('a').map(__.V().has('category', 'B')).as('b').select('a','b')

// Query workaround using .union()
g.V().has('category', 'A').fold().union(unfold(), __.V().has('category', 'B'))

Du kan granska frågornas prestanda med hjälp av Gremlin-steget executionProfile() .