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Apache AGE：基于PostgreSQL的图数据库

article 2025/1/24 18:03:29

Apache AGE（A Graph Extension）是一个基于 PostgreSQL 的图数据库。它以扩展插件的形式提供，可以在利用 PostgreSQL 先进的 SQL 查询功能和事务支持的同时，享受图数据库的灵活性和可扩展性。

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Apache AGE 最初由 Bitnine Global Inc. 提供，目前已经成为了 Apache 软件基金会的顶级项目，使用 Apache License 2.0 开源协议。Apache AGE 的最终目标是为各种关系型数据库提供图数据处理和分析功能，包括 MySQL 和 MariaDB。

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系统架构

下图是一个简化的 AGE 体系结构，整体上和 PostgreSQL 架构类似，每个组件都基于 PostgreSQL 事务缓存层和存储层。

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每个组件负责的功能如下：

查询解析器负责解析 Cypher 查询，Apache AGE 使用 openCypher 语法实现；
查询转换器负责将 Cypher 查询转换为查询树，成为一个子查询节点；
查询优化器负责理解图操作并相关的执行计划节点；
执行器负责执行图操作相关的执行计划；
Cypher 查询兼容 PostgreSQL 完整的事务功能（ACID）。

基于以上架构设计，Apache AGE 实现了以下功能：

基于 PostgreSQL 数据库的图数据查询与可视化（Apache AGE Viewer）；
同时支持关系型数据和图数据的混合查询功能；
快速索引和高效的图查询处理；
图数据与关系型数据的可视化分析。

Apache AGE Viewer 是一个基于 Web 的用户接口，可以支持 Apache AGE 图数据的可视化和探索分析。

快速体验

安装 Apache AGE 最简单的方式就是使用 Docker 镜像。首先获取镜像：

docker pull apache/age

然后运行镜像：

docker run \
    --name myAge \
    -p 5455:5432 \
    -e POSTGRES_USER=postgresUser \
    -e POSTGRES_PASSWORD=postgresPW \
    -e POSTGRES_DB=postgresDB \
    -d \
    apache/age

其中的参数作用如下：

--name，指定容器的名称；
-p，将容器中的 PostgreSQL 端口（5432）映射到主机端口（5455）；
-e，设置访问 PostgreSQL 数据库的环境变量；
-d，在后台运行容器并打印 ID。

然后通过以下命令连接到容器中的数据库：

docker exec -it myAge psql -d postgresDB -U postgresUser

使用 AGE 之前还需要加载插件，执行以下 PostgreSQL 命令：

CREATE EXTENSION age;

LOAD 'age';

SET search_path = ag_catalog, "$user", public;

接下来是一个使用图数据库功能的简单示例，首先使用 ag_catalog.create_graph 函数创建一个图：

SELECT * FROM ag_catalog.create_graph('new_graph');

然后使用 Cypher 查询创建一个节点：

SELECT * 
FROM ag_catalog.cypher('new_graph', $$
    CREATE (n)
$$) as (v agtype);

或者使用以下查询创建一个包含标签的节点：

SELECT * 
FROM cypher('new_graph', $$
    CREATE (:label)
$$) as (v agtype);

使用 MATCH 子句查询图中的节点

SELECT * 
FROM cypher('new_graph', $$
    MATCH (v)
    RETURN v
$$) as (v agtype);

使用以下语句为两个节点创建一个变：

SELECT * 
FROM cypher('new_graph', $$
    MATCH (a:label), (b:label)
    WHERE a.property = 'Node A' AND b.property = 'Node B'
    CREATE (a)-[e:RELTYPE]->(b)
    RETURN e
$$) as (e agtype);