JanusGraph的Element

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本文深入探讨了JanusGraph的元素、数据模型和存储结构，包括Edge、Property、Vertex的生命周期，SchemaCategory的种类及用途，以及各种基础类如BaseLabel、BaseKey的结构与功能。

1、JanusGraphElement

Element分为三种：Edge、Property、Vertex
Element的lifecycle： New=1、Loaded=2、AddedRelations=3、RemoveRelations=4、Modified=5、Removed=6
能够操作Element状态的事件Event={REMOVED、REMOVED_RELATION、ADDED_RELATION、UPDATE}

一个最基础的Element包含一个事务tx、id和lifecycle。

2、JanusGraphSchemaCategory包含五种：

EDGELABEL、VERTEXLABEL、PROPERTYKEY、GRAPHINDEX、TYPE_MODIFIER。

前几种都有name，最后一种没有。

EDGELABEL和PROPERTYKEY在构建时Janus为其加上一个前缀作为标识’rt’, GRAPHINDEX的前缀为’gi’，VERTEXLABEL的前缀为’vl’。

此枚举有一个很重要的作用就是检验是否是有效的定义。

3、最基础的BaseLabel、BaseKey、BaseVertexLabel、BaseRelationType

BaseRelationType定义了一个Relation的基本结构，包含String name、Long id、JanusGraphSchemaCategory type，继承了EmptyRelationType实现了SystemRelationType接口。通过getSystemTypeId(id, type)获取不同的种类的Id，以区分EdgeLabel和PropertyKey。

BaseLabel定义了两种最基本的结构，继承了BaseRelationTyoe，实现了EdgeLabel接口。包含的参数有name、id、EDGELABEL，directionality、multiplicity，
共有两种情况：

SchemaDefinitionEdge分别对应上面的参数为：SchemaRelated，36，Direction.BOTH、Multiplicity.MULTI
VertexLabelEdge分别对应上面的参数为：vertexlabel,2，Direction.OUT、Multiplicity.MANY2ONE

补充：Direction包含OUT、IN、BOTH。
Multiplicity包含MULTI（multi-graph）、SIMPLE(single-graph)、ONE2MANY（1进多出）、MANY2ONE（多进1出）、ONE2ONE（1进1出）。
Cardinality包含SET、LIST、SINGLE。Multiplicity与Cardinality之间可以进行转换，LIST=MULTI，SET=SIMPLE，SINGLE=MANY2ONE。

BaseKey定义了六种的基本结构，继承了BaseRelationTyoe，实现了PropertyKey接口。包含的参数有name、datatype、PROPERTYKEY、id、index、cardinality
包含以下几种情况：

VertexExists分别对应参数为：VertexExists, Boolean.class, 1, Index.NONE, Cardinality.SINGLE。
SchemaName分别对应的参数为：SchemaName, String.class, 32, Index.UNIQUE, Cardinality.SINGLE
SchemaDefinitionProperty分别对应的参数为：SchemaDefinitionProperty, Object.class, 33, Index.None, Cardinality.LIST
SchemaCategory分别对应的参数为: SchemaCategory, JanusGraphSchemaCategory.class, 34, Index.STANDARD
SchemaDefinitionDesc分别对应的参数为：SchemaDefinitionDescription, TypeDefinitionDescription.class, 35, Index.NONE, Cardinality.SINGLE
SchemaUpdateTime分别对应的参数为：SchemaUpdateTimestamp, Long.class, 36, Index.NONE, Cardinality.SINGLE

BaseKey中的SchemaName和SchemaCategory中含有index，类型为CompositeIndex，通过getKeyIndexes()可以获得当前key上的ComIndex。

BaseVertexLabel定义了VertexLabel的基本结构，继承了EmptyVertex，实现了InternalVertexLabel接口。包含一个基本类型vertex，一个name。还有Vertex的一些属性，properties和Connections都是一样以Collection->ArrayList的形式存在。

4、EdgeLabel、PropertyKey、VertexLabel

EdgeLabel是RelationType的一种，定义了Janus中边的label结构，具体包含以下特征。1、有向性（isDirected）or（isUniDirected）；2、多样性（一对多、多对一、一对一详细请看Multiplicity）；3、属性（边所包含的属性collection）；4、连接（边的连接collection）。是个接口。它继承了RelationType，有两个子类。EdgeLabelVertex和BaseLabel。

PropertyKey也是RelationType的一种，定义了Property的Key结构，包含了一个DataType和一个Cardinality（SINGLE，SET，LIST）分别表明了可以存放Property的数据类型和存放特性。是个接口。它继承了RelationType，有三个子类，PropertyKeyVertex、ImplicitKey、BaseKey。

VertexLabel定义了Vertex的Label结构，具体包含以下特征。1、是否被分割（isPartitioned），表明当前Vertex是否被分割后存储在不同数据库；2、是否是静态（isStatic），表明创建后不能被修改。3、属性（顶点所包含属性collection）。4、连接（顶点的连接collection）。它继承了JanusGraphVertex和JanusGraphSchemaType，有一个子接口InternalVertexLabel，这个接口下又含有两个子类BaseVertexLabel和VertexLabelVertex。
总结，上边三种定义了Janus了一个Edge、Vertex、Property最基本的组成，但是想要把它们存储起来，还需要定义他们存储时需要附加的其他信息，以便唯一区分。

5、VertexLabelVertex、PropertyKeyVertex、EdgeLabelVertex、RelationTypeVertex

VertexLabelVertex继承了JanusGraphSchemaVertex，实现了InternalVertexLabel，而InternalVertexLabel继承自vertexLabel，相对于vertexLabel来说，多出了tx, id, lifecycle, 还有一个TTL。同时多了isPartitioned、isStatic等关于Vertex的一些基本设置，，还有实现了当前顶点包含的Properties和connections。

PropertyKeyVertex继承了RelationTypeVertex，实现了PropertyKey，大部分的功能在RelationTypeVertex实现，此处是用来与EdgeLabel区分，其内容包含了dataType、Cardinality和isProperty，与其他两个相比少了Properties和Connections，这也好理解，因为在Janus中，只有边和顶点有属性。

EdgeLabelVertex继承了RelationTypeVertex，实现了EdgeLabel，其内容包含了检测当前label是够为双向或者单向的，还有实现了当前顶点包含的Properties和connections以及isEdgeLabel。

RelationTypeVertex 继承了JanusGraphSchemaVertex，实现了InternalRelationType。从类的类型上来看，此类对标的是VertexLabelVertex，因为Property和EdgeLabel在Janus中都是关系。此类对他俩做了抽象，定义了关于关系的一系列操作。

6、JanusGraphSchemaVertex

首先说类构造，tx, id, lifecycle都继承于CacheVertex，定义了自身String类型私有的name，私有的TypeDefinitionMap类型的definition，ListMultimap<TypeDefinitionCategory, Entry>类型的outRelations，ListMultimap<TypeDefinitionCategory, Entry> inRelation

7、CacheVertex

包含了一个事务tx,一个id，一个lifecycle。并且多出了一个Map<SliceQuery, EntryList>类型的queryCache来提供查询。

8、StandardEdge、StandardPropertyKey

StandardEdge比EdgeLabel多出了一个Long类型的id和两个InternalVertex 类型的顶点，分别为start和end，还有标识生命周期的lifecycle。id用来唯一辨识一个边，两个顶点分别表示了edge连接的顶点，start表示从哪个顶点开始，end表示到哪个顶点结束。其自身还定义了PreviousID和Map<PropertyKey, Object>类型的properties。
StandardPropertyKey代码与StandardEdge基本相同

9、StandardVertex

相对于AbstractVertex，多出了一个Object类型的lifecycleMutex，一个byte类型的lifecycle和一个AddRelationsContainer类型的addedRelations，这个addedRelation的作用就是用来保存该顶点上所有新增的systemRelation，在commit时提交给存储后端。 AddedRelationContainer是一个接口，定义了relation的add、remove、getView、isEmpty、getAll等方法，且定义了一个EMPTY的内部AddedRelationContainer对象。有两个实现类SimpleAddedRelations和SimpleBufferAddedRelations，这两个类又有各自的子类ConcurrentAddedRelations和ConcurrentBufferAddedRelations。
SimpleAddedRelation是一个ArrayList，内部装的是InternalRelation，初始化长度为10，是在单线程环境下使用。其子类ConcurrentAddedRelation是在并发作业中发挥作用。
SimpleBufferAddedRelations是一个缓存类，定义了初始化增加的ArrayList大小=10，初始化初始化删除大小=10，和最大删除大小=500。其内部也是维护了两个ArrayList，added和deleted，主要作用是实现了AddedRelationContainer。其子类也是保证了实现时同步。

10、AbstractVertex

包含了一个事务tx和一个id

11、AbstractEdge、AbstractVertexProperty

AbstractEdge比EdgeLabel多出了一个Long类型的id和两个InternalVertex 类型的顶点，分别为start和end，id用来唯一辨识一个边，两个顶点分别表示了edge连接的顶点，start表示从哪个顶点开始，end表示到哪个顶点结束。除了以上几点，此抽象类还实现了一些关于边的基本操作方法。
AbstractVertexProperty比PropertyKey多出了一个Long类型的id，一个InternalVertex类型的顶点type，一个Object类型的value，可以看出与AbstractEdge的区别就在于其中一个InternalVertex换成了Object。此外，也实现了一些关于属性的操作方法。·
总结，按照对比此处应该还有个AbstractVertexLabel，但我们仔细想一下，上边AbstractEdge和AbstractVertexProperty已经把如何连接Vertex定义好了结构。而Janus中所有的Element最后都转换为Vertex进行存储，所以此处就没有多此一举的对AbstractVertexLabel进行定义。