查询图数据库的新ISO标准GQL

国际标准化组织 (ISO) 已发布一项用于查询图表的国际标准，称为图查询语言 (ISO/IEC 39075:2024)。

译自 GQL: A New ISO Standard for Querying Graph Databases，作者 Joab Jackson。

图数据库现已正式成为计算机科学领域的一流实体。

国际标准化组织 (ISO) 发布了用于查询图表的国际标准，称为图查询语言(Graph Query Language)（ISO/IEC 39075:2024）。

这是 ISO 自 1987 年批准 SQL 以来发布的第一种数据库查询语言。标准机构花了五年多时间对细节进行分类。

Neo4j 的首席技术官 Philip Rathle 在接受 TNS 采访时表示：“没有什么是像国际正式标准这样的，它与 SQL 来自同一组织，是 SQL 的兄弟，可以为 GQL 的主流价值大肆宣传。”

ISO/IEC 联合技术委员会 1/AG 1 的通信负责人 Tony Holland 在一份声明中表示：“该版本标志着查询语言历史上的新篇章，彻底改变了我们与互连数据交互并利用其力量的方式。”“GQL 代表了数据查询和操作方面的重要一步，提供了一种用于导航复杂图结构的统一且富有表现力的语言。”

除了 Neo4J 的专业知识外，来自 HypergraphDB、Redis Labs、TigerGraph、Oracle 和德国波恩大学的工程师 也参与了该项目。

图数据库的可视化（由 Neo4J 提供）

全球标准机构批准该语言，就像它对 SQL 本身所做的那样，确保了它的稳定性，鼓励用户和工具供应商进一步投资该技术。

图计算的基础是属性图，它在描述动态变化的数据方面更胜一筹。

图数据库已广泛使用了几十年，直到最近，该形式才引起了人们对成为关键组件的新兴趣大型语言模型的生成式 AI 应用程序。图模型可以可视化复杂、相互连接的系统。

Rathle 解释说，LLM 的缺点在于它们在某种程度上是黑匣子。“无法理解语言模型背后的推理。它只是遵循神经网络并做自己的事情，”他说。知识图可以作为外部存储器，一种可视化 LLM 如何构建其世界观的方式。

Rathle 说：“因此，我可以追踪图并了解它为何得出该答案。”

Rathle 说，图数据库还广泛用于医疗保健公司进行药物发现，以及飞机和其他制造商将其用作可视化复杂系统设计的一种方式。“你拥有所有这些级联依赖关系，并且该计算在图中非常有效，”Rathle 说。

GQL 标准长达 600 多页，引用了 400 多篇论文。

组件包括：

• 仅图数据类型（顶点、边、路径）
• 标量数据类型
• 标量类型的运算、函数和谓词
• 事务模型
• 安全模型
• 图模式匹配
• 图类型，用于约束图的内容

GQL 基于 Cypher——以及它的开源变体 OpenCypher——这是最流行的图数据库系统之一 Neo4j 的查询语言。

GQL 的核心语法与 Cypher 基本相同，MATCH … RETURN 语句的工作方式相同。查询：

MATCH (movie:Movie)
RETURN movie.title

将返回数据库中具有“Movie”标签的所有节点。

Table 2. Result
movie.title
"Wall Street"
 
"The American President"
 
Rows: 2

GQL 还使用相同的基本表达式、线性组合和 Cypher 的其他方面。

例如，这个来自 Neo4J 的示例查询显示了在 22:37 停靠在 Denmark Hill 的交通服务的下个停靠站：

MATCH (n:Station {name: 'Denmark Hill'})<-[:CALLS_AT]-
(s:Stop WHERE s.departs = time('22:37'))-[:NEXT]->
(:Stop)-[:CALLS_AT]->(d:Station)
RETURN d.name AS nextCallingPoint

结果为…

Table 4. Result
nextCallingPoint
"Clapham High Street"

不过，Cypher 和 GQL 之间存在一些基本差异。

GQL 将使用关键字 INSERT 向图中添加节点或关系，而 Cypher 使用 CREATE。FOR 语句取代了 Cypher 的 UNWIND。

其他图查询语言包括NebulaGraph 的 NQL，Apache Tinkerpop 的 Gremlin，RDF 的 SPARQL 以及 ArangoDB 的 AQL 。还有 GraphQL 语言，这是一种面向图的查询语言，用于构建 API。

从现有的图查询语言升级的路径应该相当容易，至少如果这些实现基于 Cypher 的话。据 Rathlee 称，至少有十几个不同的图数据库系统建立在 OpenCypher 之上，包括来自 Amazon Web Services 的流行的 Neptune。