15、图数据库的查询优势、扩展特性及分析算法

图数据库的查询优势、扩展特性及分析算法

1. 惯用查询的优势

一级方程式赛车手Jackie Stewart曾说过，要开好车，不一定得是工程师，但需要对机械有共鸣。同样，当图数据库查询以惯用的、图局部的方式构建，从一个或多个起点开始遍历，就被认为与数据库在机械层面上是契合的。底层基础设施（包括缓存和存储访问）经过优化，以支持这类工作负载。

1.1 惯用查询的好处

惯用查询有诸多有益的副作用。由于缓存与惯用搜索相匹配，惯用查询能更好地利用缓存，比非惯用查询运行得更快。快速运行的查询能释放数据库资源，使其处理更多查询，从而提高吞吐量，从客户端角度看，可用性也更高，因为等待时间减少。

1.2 非惯用查询的劣势

非惯用查询（如随机选择节点/关系而非遍历的查询）则表现出相反的特性。它们不尊重底层缓存层，需要更多磁盘I/O，因此运行速度较慢。由于查询运行缓慢，数据库每秒能处理的查询数量减少，从客户端角度看，数据库执行有用工作的可用性降低。

了解底层存储和缓存基础设施有助于构建惯用查询，实现性能最大化。此外，集群范围的复制扩展不仅能提高容错性，还能提升响应能力。因为有更多机器可处理给定工作负载，查询延迟降低，可用性得以维持。

2. 图数据库的扩展特性

随着数据量增长，扩展问题变得愈发重要。图数据库也需要扩展以满足现代应用的工作负载需求，但扩展并非简单的每秒事务数概念，而是一个多维度的综合指标。

2.1 容量（图大小）

部分图数据库供应商为追求性能和存储成本，不设置图大小上限。Neo4j历史上采取了独特方法，通过优化适用于95%使用场景及以下的