自定义查询

Spring Data Neo4j,与所有其他 Spring Data 模块一样,允许您在存储库中指定自定义查询。如果您无法通过派生查询函数表达查找器逻辑,则这些查询非常有用。

由于 Spring Data Neo4j 在底层大量使用面向记录的方式,因此务必牢记这一点,不要为同一个“根节点”构建包含多个记录的结果集。

请参阅常见问题解答,了解从存储库中使用自定义查询的其他形式,尤其是如何将自定义查询与自定义映射一起使用: 自定义查询和自定义映射

具有关系的查询

注意笛卡尔积

假设您有一个类似于 MATCH (m:Movie{title: 'The Matrix'})←[r:ACTED_IN]-(p:Person) return m,r,p 的查询,其结果如下所示

多条记录(已缩短)
+------------------------------------------------------------------------------------------+
| m        | r                                    | p                                      |
+------------------------------------------------------------------------------------------+
| (:Movie) | [:ACTED_IN {roles: ["Emil"]}]        | (:Person {name: "Emil Eifrem"})        |
| (:Movie) | [:ACTED_IN {roles: ["Agent Smith"]}] | (:Person {name: "Hugo Weaving})        |
| (:Movie) | [:ACTED_IN {roles: ["Morpheus"]}]    | (:Person {name: "Laurence Fishburne"}) |
| (:Movie) | [:ACTED_IN {roles: ["Trinity"]}]     | (:Person {name: "Carrie-Anne Moss"})   |
| (:Movie) | [:ACTED_IN {roles: ["Neo"]}]         | (:Person {name: "Keanu Reeves"})       |
+------------------------------------------------------------------------------------------+

映射结果很可能无法使用。如果将其映射到列表中,则将包含 Movie 的重复项,但这部电影只有一个关系。

获取每个根节点的一条记录

要获取正确的对象,需要在查询中收集关系和相关节点:MATCH (m:Movie{title: 'The Matrix'})←[r:ACTED_IN]-(p:Person) return m,collect(r),collect(p)

单条记录(已缩短)
+------------------------------------------------------------------------+
| m        | collect(r)                     | collect(p)                 |
+------------------------------------------------------------------------+
| (:Movie) | [[:ACTED_IN], [:ACTED_IN], ...]| [(:Person), (:Person),...] |
+------------------------------------------------------------------------+

使用此结果作为单条记录,Spring Data Neo4j 可以将所有相关节点正确添加到根节点。

深入图结构

上面的示例假设您只尝试获取相关节点的第一层。有时这还不够,图结构中可能还有更深的节点也应该成为映射实例的一部分。有两种方法可以实现这一点:数据库端或客户端端缩减。

为此,上面示例还应包含与初始 Movie 一起返回的 Persons 上的 Movies

image$movie graph deep
图 1. “黑客帝国”和“基努·里维斯”的示例

数据库端缩减

请记住,Spring Data Neo4j 只能正确处理基于记录的数据,因此一个实体实例的结果需要位于一条记录中。使用 Cypher 的路径 功能是获取图结构中所有分支的有效选项。

简单的基于路径的方法
MATCH p=(m:Movie{title: 'The Matrix'})<-[:ACTED_IN]-(:Person)-[:ACTED_IN*..0]->(:Movie)
RETURN p;

这将导致多条路径,这些路径不会合并到一条记录中。可以调用 collect(p),但 Spring Data Neo4j 不理解映射过程中路径的概念。因此,需要提取结果中的节点和关系。

提取节点和关系
MATCH p=(m:Movie{title: 'The Matrix'})<-[:ACTED_IN]-(:Person)-[:ACTED_IN*..0]->(:Movie)
RETURN m, nodes(p), relationships(p);

由于有多条路径从“黑客帝国”到另一部电影,因此结果仍然不是单条记录。此时,Cypher 的 reduce 函数 就派上用场了。

缩减节点和关系
MATCH p=(m:Movie{title: 'The Matrix'})<-[:ACTED_IN]-(:Person)-[:ACTED_IN*..0]->(:Movie)
WITH collect(p) as paths, m
WITH m,
reduce(a=[], node in reduce(b=[], c in [aa in paths | nodes(aa)] | b + c) | case when node in a then a else a + node end) as nodes,
reduce(d=[], relationship in reduce(e=[], f in [dd in paths | relationships(dd)] | e + f) | case when relationship in d then d else d + relationship end) as relationships
RETURN m, relationships, nodes;

reduce 函数允许我们展平来自不同路径的节点和关系。结果,我们将获得一个类似于 获取每个根节点的一条记录 的元组,但集合中包含关系类型或节点的混合。

客户端端缩减

如果缩减应在客户端端进行,则 Spring Data Neo4j 使您能够映射关系或节点的列表的列表。但仍然适用以下要求:返回的记录应包含所有信息,以便正确地水化生成的实体实例。

从路径收集节点和关系
MATCH p=(m:Movie{title: 'The Matrix'})<-[:ACTED_IN]-(:Person)-[:ACTED_IN*..0]->(:Movie)
RETURN m, collect(nodes(p)), collect(relationships(p));

额外的 collect 语句创建如下格式的列表

[[rel1, rel2], [rel3, rel4]]

在映射过程中,这些列表将转换为扁平列表。

决定是使用客户端端缩减还是数据库端缩减取决于将生成的数据量。使用 reduce 函数时,首先需要在数据库的内存中创建所有路径。另一方面,需要在客户端端合并的大量数据会导致客户端端的内存使用量更高。

使用路径填充和返回实体列表

给定一个如下所示的图结构

image$custom query.paths
图 2. 带有传出关系的图结构

以及如 映射 所示的域模型(为简洁起见,已省略构造函数和访问器)

用于 带有传出关系的图结构 的域模型。
@Node
public class SomeEntity {

    @Id
    private final Long number;

    private String name;

    @Relationship(type = "SOME_RELATION_TO", direction = Relationship.Direction.OUTGOING)
    private Set<SomeRelation> someRelationsOut = new HashSet<>();
}

@RelationshipProperties
public class SomeRelation {

    @RelationshipId
    private Long id;

    private String someData;

    @TargetNode
    private SomeEntity targetPerson;
}

如您所见,关系仅为传出关系。生成的查找器方法(包括 findById)将始终尝试匹配要映射的根节点。从那里开始,将映射所有相关对象。在应仅返回一个对象的查询中,将返回该根对象。在返回多个对象的查询中,将返回所有匹配的对象。当然,这些返回对象的传出和传入关系也会被填充。

假设以下 Cypher 查询

MATCH p = (leaf:SomeEntity {number: $a})-[:SOME_RELATION_TO*]-(:SomeEntity)
RETURN leaf, collect(nodes(p)), collect(relationships(p))

它遵循来自每个根节点获取一条记录的建议,并且对于您想要在此处匹配的叶子节点非常有效。但是:这只在所有返回 0 或 1 个映射对象的情况中才适用。虽然该查询将像以前一样填充所有关系,但它不会返回所有 4 个对象。

可以通过返回整个路径来更改此行为。

MATCH p = (leaf:SomeEntity {number: $a})-[:SOME_RELATION_TO*]-(:SomeEntity)
RETURN p

在这里,我们确实想利用路径p实际上返回 3 行包含所有 4 个节点路径的事实。所有 4 个节点都将被填充、链接在一起并返回。

自定义查询中的参数

这与在 Neo4j 浏览器或 Cypher-Shell 中发出的标准 Cypher 查询中的方式完全相同,使用$语法(从 Neo4j 4.0 开始,Cypher 参数的旧${foo}语法已从数据库中删除)。

ARepository.java
public interface ARepository extends Neo4jRepository<AnAggregateRoot, String> {

	@Query("MATCH (a:AnAggregateRoot {name: $name}) RETURN a") (1)
	Optional<AnAggregateRoot> findByCustomQuery(String name);
}
1 在这里,我们通过其名称引用参数。您也可以使用$0等代替。
您需要使用-parameters编译您的 Java 8+ 项目才能使命名参数在没有其他注释的情况下工作。Spring Boot Maven 和 Gradle 插件会自动为您执行此操作。如果由于任何原因这不可行,您可以添加@Param并显式指定名称,或者使用参数索引。

作为参数传递给用自定义查询注释的函数的映射实体(所有带有@Node的实体)将转换为嵌套映射。以下示例表示 Neo4j 参数的结构。

给定的是MovieVertexActor类,如电影模型中所示进行注释。

"标准"电影模型
@Node
public final class Movie {

    @Id
    private final String title;

    @Property("tagline")
    private final String description;

    @Relationship(value = "ACTED_IN", direction = Direction.INCOMING)
    private final List<Actor> actors;

    @Relationship(value = "DIRECTED", direction = Direction.INCOMING)
    private final List<Person> directors;
}

@Node
public final class Person {

    @Id @GeneratedValue
    private final Long id;

    private final String name;

    private Integer born;

    @Relationship("REVIEWED")
    private List<Movie> reviewed = new ArrayList<>();
}

@RelationshipProperties
public final class Actor {

	@RelationshipId
	private final Long id;

    @TargetNode
    private final Person person;

    private final List<String> roles;
}

interface MovieRepository extends Neo4jRepository<Movie, String> {

    @Query("MATCH (m:Movie {title: $movie.__id__})\n"
           + "MATCH (m) <- [r:DIRECTED|REVIEWED|ACTED_IN] - (p:Person)\n"
           + "return m, collect(r), collect(p)")
    Movie findByMovie(@Param("movie") Movie movie);
}

Movie的实例传递给上面的存储库方法,将生成以下 Neo4j 映射参数

{
  "movie": {
    "__labels__": [
      "Movie"
    ],
    "__id__": "The Da Vinci Code",
    "__properties__": {
      "ACTED_IN": [
        {
          "__properties__": {
            "roles": [
              "Sophie Neveu"
            ]
          },
          "__target__": {
            "__labels__": [
              "Person"
            ],
            "__id__": 402,
            "__properties__": {
              "name": "Audrey Tautou",
              "born": 1976
            }
          }
        },
        {
          "__properties__": {
            "roles": [
              "Sir Leight Teabing"
            ]
          },
          "__target__": {
            "__labels__": [
              "Person"
            ],
            "__id__": 401,
            "__properties__": {
              "name": "Ian McKellen",
              "born": 1939
            }
          }
        },
        {
          "__properties__": {
            "roles": [
              "Dr. Robert Langdon"
            ]
          },
          "__target__": {
            "__labels__": [
              "Person"
            ],
            "__id__": 360,
            "__properties__": {
              "name": "Tom Hanks",
              "born": 1956
            }
          }
        },
        {
          "__properties__": {
            "roles": [
              "Silas"
            ]
          },
          "__target__": {
            "__labels__": [
              "Person"
            ],
            "__id__": 403,
            "__properties__": {
              "name": "Paul Bettany",
              "born": 1971
            }
          }
        }
      ],
      "DIRECTED": [
        {
          "__labels__": [
            "Person"
          ],
          "__id__": 404,
          "__properties__": {
            "name": "Ron Howard",
            "born": 1954
          }
        }
      ],
      "tagline": "Break The Codes",
      "released": 2006
    }
  }
}

节点由映射表示。映射始终包含id,它是映射的 id 属性。在labels下,所有标签(静态和动态)都可用。所有属性 - 和关系类型 - 都以这些映射中出现的方式出现,就像实体由 SDN 写入图时一样。值将具有正确的 Cypher 类型,不需要进一步转换。

所有关系都是映射列表。动态关系将相应地解析。一对一关系也将序列化为单例列表。因此,要访问人员之间的一对一映射,您可以将其编写为$person.__properties__.BEST_FRIEND[0].__target__.__id__

如果一个实体与不同类型的其他节点具有相同类型的关系,它们都将出现在同一个列表中。如果您需要这样的映射并且还需要使用这些自定义参数,则必须相应地展开它。一种方法是相关子查询(需要 Neo4j 4.1+)。

自定义查询中的值表达式

自定义查询中的 Spring 表达式语言

Spring 表达式语言 (SpEL) 可用于:#{}内的自定义查询中。此处的冒号指的是一个参数,并且此类表达式应在参数有意义的地方使用。但是,当使用我们的字面量扩展时,您可以在标准 Cypher 不允许参数的地方使用 SpEL 表达式(例如标签或关系类型)。这是定义查询内文本块的标准 Spring Data 方式,该文本块会进行 SpEL 评估。

以下示例基本上定义了与上面相同的查询,但使用WHERE子句来避免更多的大括号。

ARepository.java
public interface ARepository extends Neo4jRepository<AnAggregateRoot, String> {

	@Query("MATCH (a:AnAggregateRoot) WHERE a.name = :#{#pt1 + #pt2} RETURN a")
	Optional<AnAggregateRoot> findByCustomQueryWithSpEL(String pt1, String pt2);
}

SpEL 块以:#{开头,然后按名称(#pt1)引用给定的String参数。不要将其与上面的 Cypher 语法混淆!SpEL 表达式将两个参数连接成一个值,该值最终传递给附录/neo4j-client.adoc#neo4j-client。SpEL 块以}结尾。

SpEL 还解决了另外两个问题。我们提供了两个扩展,允许将Sort对象传递到自定义查询中。还记得faq.adoc#custom-queries-with-page-and-slice-examples来自自定义查询吗?使用orderBy扩展,您可以将具有动态排序的Pageable传递到自定义查询中。

orderBy-扩展
import org.springframework.data.domain.Pageable;
import org.springframework.data.domain.Sort;
import org.springframework.data.neo4j.repository.Neo4jRepository;
import org.springframework.data.neo4j.repository.query.Query;

public interface MyPersonRepository extends Neo4jRepository<Person, Long> {

    @Query(""
        + "MATCH (n:Person) WHERE n.name = $name RETURN n "
        + ":#{orderBy(#pageable)} SKIP $skip LIMIT $limit" (1)
    )
    Slice<Person> findSliceByName(String name, Pageable pageable);

    @Query(""
        + "MATCH (n:Person) WHERE n.name = $name RETURN n :#{orderBy(#sort)}" (2)
    )
    List<Person> findAllByName(String name, Sort sort);
}
1 Pageable在 SpEL 上下文中始终具有名称pageable
2 Sort在 SpEL 上下文中始终具有名称sort

Spring 表达式语言扩展

字面量扩展

literal扩展可用于使自定义查询中的标签或关系类型“动态”。Cypher 中既不能参数化标签也不能参数化关系类型,因此必须给出字面量。

字面量扩展
interface BaseClassRepository extends Neo4jRepository<Inheritance.BaseClass, Long> {

    @Query("MATCH (n:`:#{literal(#label)}`) RETURN n") (1)
    List<Inheritance.BaseClass> findByLabel(String label);
}
1 literal扩展将被评估参数的字面量值替换。

在这里,literal值已用于动态匹配标签。如果将SomeLabel作为参数传递给该方法,则将生成MATCH (n:SomeLabel) RETURN n。已添加引号以正确转义值。SDN 不会为您执行此操作,因为这可能不是您在所有情况下都想要的操作。

列表扩展

对于多个值,可以使用allOfanyOf,它们将呈现所有值的&|连接列表。

列表扩展
interface BaseClassRepository extends Neo4jRepository<Inheritance.BaseClass, Long> {

    @Query("MATCH (n:`:#{allOf(#label)}`) RETURN n")
    List<Inheritance.BaseClass> findByLabels(List<String> labels);

    @Query("MATCH (n:`:#{anyOf(#label)}`) RETURN n")
    List<Inheritance.BaseClass> findByLabels(List<String> labels);
}

引用标签

您已经知道如何将节点映射到域对象。

具有多个标签的节点
@Node(primaryLabel = "Bike", labels = {"Gravel", "Easy Trail"})
public class BikeNode {
    @Id String id;

    String name;
}

此节点具有几个标签,并且在自定义查询中一直重复它们可能会容易出错:您可能会忘记一个或拼写错误。我们提供以下表达式来缓解这种情况:#{#staticLabels}。请注意,此表达式以冒号开头!您可以在用@Query注释的存储库方法上使用它。

#{#staticLabels}在行动中
public interface BikeRepository extends Neo4jRepository<Bike, String> {

    @Query("MATCH (n:#{#staticLabels}) WHERE n.id = $nameOrId OR n.name = $nameOrId RETURN n")
    Optional<Bike> findByNameOrId(@Param("nameOrId") String nameOrId);
}

此查询将解析为

MATCH (n:`Bike`:`Gravel`:`Easy Trail`) WHERE n.id = $nameOrId OR n.name = $nameOrId RETURN n

请注意我们如何使用标准参数来表示nameOrId:在大多数情况下,无需在此处添加 SpEL 表达式来使事情复杂化。

自定义查询中的属性占位符解析

Spring 的属性占位符可用于${}内的自定义查询中。

ARepository.java
@Query("MATCH (a:AnAggregateRoot) WHERE a.name = :${foo} RETURN a")
Optional<AnAggregateRoot> findByCustomQueryWithPropertyPlaceholder();

在上面的示例中,如果属性foo设置为bar,则${foo}块将解析为bar