Suporte e compatibilidade de grafo do Azure Cosmos DB para Gremlin com recursos do TinkerPop

APLICA-SE AO: Gremlin

Azure Cosmos DB suporta a linguagem transversal de gráficos Apache Tinkerpop, conhecida como gráfica Gremlin. É possível usar a linguagem Gremlin para criar entidades de grafo (vértices e bordas), modificar propriedades dentro dessas entidades, executar consultas e passagens e excluir entidades.

O mecanismo de grafo do Azure Cosmos DB segue estreitamente a especificação de etapas de travessia do Apache TinkerPop, mas há diferenças na implementação que são específicas para o Azure Cosmos DB. Neste artigo, fornecemos instruções passo a passo rápidas do Gremlin e enumeramos os recursos do Gremlin compatíveis com a API para Gremlin.

Bibliotecas de cliente compatíveis

A tabela a seguir mostra drivers Gremlin populares que você pode usar com o BD Cosmos do Azure:

Suporte para objetos de gráficos

O TinkerPop é um padrão que abrange uma ampla variedade de tecnologias de grafo. Portanto, ele tem uma terminologia padrão para descrever quais recursos são fornecidos por um provedor de grafo. O Azure Cosmos DB fornece um banco de dados de grafo gravável, persistente e de alta simultaneidade que pode ser particionado em vários servidores ou clusters.

A tabela a seguir lista os recursos do TinkerPop que são implementados pelo BD Cosmos do Azure:

Formato de transmissão do Gremlin

O Azure Cosmos DB usa o formato JSON ao retornar resultados de operações do Gremlin. No momento, o Azure Cosmos DB é compatível com o formato JSON. Por exemplo, o snippet de código a seguir mostra uma representação em JSON de um vértice retornado ao cliente do 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
        }
      ]
    }
  }

As propriedades usadas pelo formato JSON para vértices são descritas abaixo:

Cada propriedade pode armazenar diversos valores em uma matriz.

E a borda contém as seguintes informações para ajudar com a navegação para outras partes do grafo.

Etapas do Gremlin

Agora, vejamos as etapas do Gremlin com suporte do BD Cosmos do Azure. Para obter uma referência completa sobre o Gremlin, consulte Referência do TinkerPop.

O mecanismo otimizado para gravação do Azure Cosmos DB dá suporte à indexação automática de todas as propriedades dentro dos vértices e bordas por padrão. Sendo assim, consultas com filtros, consultas de intervalo, classificações ou agregações de qualquer propriedade são processadas no índice e atendidas de modo eficiente. Para obter mais informações sobre como a indexação funciona no BD Cosmos do Azure, consulte nosso artigo sobre Indexação independente do esquema.

Diferenças de comportamento

• O mecanismo de grafo do Azure Cosmos DB executa a travessia do balanceamento em largura, enquanto o Gremlin do TinkerPop é de balanceamento em profundidade. Esse comportamento atinge um melhor desempenho no sistema escalonável horizontalmente como o Azure Cosmos DB.

Recursos sem suporte

• Código de bytes do Gremlin é uma especificação independente da linguagem de programação para passagens de gráfico. O grafo do Azure Cosmos DB ainda não dá suporte a isso. Use GremlinClient.SubmitAsync() e envie a travessia como uma cadeia de caracteres de texto.

• Não há suporte à definição da cardinalidade property(set, 'xyz', 1) no momento. Use property(list, 'xyz', 1) em seu lugar. Para saber mais, confira Propriedades de vértice com TinkerPop.

• A match()etapa não está disponível no momento. Esta etapa fornece funcionalidades de consulta declarativa.

• Não há suporte para objetos como propriedades nos vértices ou bordas. As propriedades somente podem ser tipos primitivos ou matrizes.

• Não há suporte à classificação por propriedades de matriz order().by(<array property>). É possível classifica apenas por tipos primitivos.

• Não há suporte a tipos JSON não primitivos. Use os tipos string, number ou true/false. Não há suporte para valores null.

• No momento, não há suporte para o serializador GraphSONv3. Use as classes de Serializador, Leitor e Gravador GraphSONv2 na configuração de conexão. Os resultados retornados pelo Azure Cosmos DB para Gremlin não têm o mesmo formato que o formato GraphSON.

• Atualmente, não há suporte para as expressões e funções lambda. Isso inclui as funções .map{<expression>}, .by{<expression>} e .filter{<expression>}. Para saber mais e aprender a reescrevê-las usando as etapas do Gremlin, confira Uma observação sobre Lambdas.

• Não há suporte a Transações devido à natureza distribuída do sistema. Configure o modelo de consistência apropriado na conta do Gremlin para "ler as próprias gravações" e use a simultaneidade otimista para resolver as gravações conflitantes.

Limitações conhecidas

• Utilização de índice para consultas do Gremlin com etapas de .V()meia travessia: No momento, somente a primeira chamada .V() de travessia usará o índice para resolver filtros ou predicados anexados a ela. As chamadas subsequentes não consultarão o índice, o que pode aumentar a latência e o custo da consulta.

Pressupondo a indexação padrão, uma consulta do Gremlin de leitura típica que começa com a etapa .V() usaria parâmetros nas etapas de filtragem anexadas, como .has() ou .where() para otimizar o custo e o desempenho da consulta. Por exemplo:

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

No entanto, quando mais de uma etapa .V() é incluída na consulta do Gremlin, a resolução dos dados para a consulta pode não ser ideal. Use a seguinte consulta como um exemplo:

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

Essa consulta retornará dois grupos de vértices com base na propriedade deles chamada category. Nesse caso, somente a primeira chamada, g.V().has('category', 'A'), fará uso do índice para resolver os vértices com base nos valores das propriedades deles.

Uma solução alternativa para essa consulta é usar etapas de subtravessia como .map() e union(). Isso é exemplificado abaixo:

// 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'))

Você pode examinar o desempenho das consultas usando a etapa executionProfile() do Gremlin.

Próximas etapas

• Comece a compilar um aplicativo de grafo usando nossos SDKs
• Para saber mais sobre o suporte para grafo no Azure Cosmos DB