实战GunDB：设计一个高性能的图书馆数据库系统

最近正在开发一个去中心化的即时聊天应用，因为考虑到即时聊天这种社交类应用的数据大量，高并发，而且数据之间的关系复杂，所以决定使用图数据库（Graph Database）。同时，考虑到这个聊天应用的去中心化需求，查了很多图数据库，最终找到一个相当成熟的去中心化图数据库GunDB。

网上关于GunDB的资料很少，这篇写的很详实，而且有可执行的源码，故翻译成中文，供有这方面需求的朋友学习。

原文链接：Data Modeling with GunDB

在这篇文章中，将使用GunDB创建一个图书馆藏书的数据模型，这是一个为图书爱好者提供的社交应用。这个应用程序实现读者从他们喜欢的书中创建最喜欢的列表，留下评论并关注其他读者和作者。

我将从介绍什么是GunDB数据建模开始，然后将引导你为这个应用创建一个图数据模型(Graph DB model)。然后，我将用GunDB实现实体(Entities)和关系(Relationship)，最后我将创建一些模拟数据，并展示如何对查询数据。如果你只想阅读与GunDB有关的部分，你可以跳到"为GunDB设计"部分。如果你是GunDB的新手，你可能想看看我关于GunDB基础知识的另一篇文章。

本文的源码可在Gitlab下载。

声明：
本文介绍的代码示例和数据模型仅用于演示，对于所讨论的业务领域可能并不准确。此外，所介绍的模型并没有涵盖文章中提到的所有用例。然而，有足够的例子介绍，你可以设计你自己的模型或扩展和改进讨论的模型。

一 GunDB简介

一般来说，数据建模(Data Modeling)是一个设计过程，在这个过程中，你要确定系统中的实体(Entities)，描述它们的属性(attributes)和实体之间的关系(Relationship)。最终的结果最好是一个与数据库无关的文件，并附有图表，以记录结果。同样重要的是，该文件在项目开发过程中是可维护的，可以使用版本控制的代码，或使用图表工具，如 draw.io。

如何开始建模过程呢？你可以从收集尽可能多的信息开始。你与最了解业务需求的人交谈，并确定用例。用例可以揭示一个系统的很多情况，可以非常有效地指导设计过程。此外，用例直接对应于软件团队可以转化为可交付的功能。

在用例被记录下来后，下一步是提取实体、实体的属性和关系。这通常涉及到列出实体、它们的属性和画一些描述关系的图。最后的结果是一个可维护的文件，每个人都可以在项目的整个开发生命周期中参考和更新。

在文件的第一个版本定稿后，你就可以开始添加你要使用的数据库系统的具体设计要求。以关系型数据库为例，它将涉及到识别表、外键、连接表、模式等等。对于基于文档的数据库，例如，它将涉及到识别文档、参考文献，也许还有一些模式。

现在，对于图形数据库，不管是什么数据库，你几乎总是要决定以下三个部分。

节点(Nodes)：一个系统的实体
节点属性(Node properties)：每个实体的属性
边缘(Edges)：实体之间的关系(Relationship)

图书馆应用程序的建模

在下面的章节中，我们将经历图书馆应用程序的设计过程。我们将确定一些实体、它们的属性和它们的关系。我们将为GunDB扩展设计，最后创建一些模拟数据并探索运行查询。请注意，应用程序的一些功能可能会被遗漏在数据模型中。但我们将涵盖足够多的实体和关系，这样，如果你对设计整个应用程序的模型感兴趣，你可以有一个很好的起点。

二实例

下面是我们在收集了关于这个应用程序的信息后确定的用例。

用户(Users)

用户可以是读者、作者、出版商，或三者的组合。
该应用程序将有读者和作者可以创建账户。
读者和作者可以有个人资料，他们可以用来分享关于他们自己的一些情况。
管理员可以执行管理任务，如在系统中创建书籍或管理出版商。
出版商可以管理他们已经出版的书籍。

读者(Readers)

读者可以收藏书籍

他们可以创建收藏书单并将书添加到他们的书单中。根据读者的选择，一本书可以出现在多个书单中。他们还可以决定哪些书单保持隐私，哪些书单可以公开。
读者可以评论书籍

他们可以对一本书从1星到5星进行评分，并留下评论。他们可以提交评论，并在访问一本书的详细信息页面时显示评论。
读者可以关注其他读者

读者可以进入另一个读者的档案，看到关注他们的粉丝和他们关注的其他读者。
读者也可以关注作者

与上述用例类似，你可以看到他们关注的作者，以及关注他们的作者。

种子(Feed)

这个想法来源于，任何使用该应用程序的人，包括匿名用户，都可以看到最新的更新。例如，他们可以看到已添加的新书或本月最受欢迎的书籍，等等。

书籍(Books)

管理员可以添加书籍和管理现有书籍。
书籍可以很容易通过类别或关键词进行搜索。
书籍的添加方式可以根据读者喜欢或阅读过的书籍，并向他们推荐。

三实体、关系和查询

现在来定义实体、实体的属性和关系。从上面的用例来看，我们将关注以下内容：

实体(Entities)

下面是我们要关注的系统的一些实体。

用户(User)
读者(Reader)
作者(Author)
出版商(Publisher)
书籍(Book)
书籍类别(Category)

属性 Attributes

User属性

name
email
username
roles

Reader属性

name
favorite books
reviews
following
followers

Author属性

name
books
followers
following

Book属性

title
subtitle?
isbn
authors
publisher
categories
reviews?

Category属性

name

关系 Relationship

下面是各Entities之间的一些关系。

一个用户可以是读者(Reader)、作者(Author)、出版商(Publisher)，或三种角色的组合
用户可以关注0至多个用户
读者可以评论0至多本书籍
读者可以收藏0至多本书籍
书籍可以属于1个或多个类别
作者可以撰写0至多本书籍
出版商可以出版0至多本图书

下图总结了上述关系
[图片上传失败...(image-f10aab-1651928957290)]

查询

在本节中，我们将考虑如何使用这些数据。换句话说，是如何对数据进行查询。定义查询有助于设计一个好的模型，帮助我们回答关于数据的问题。下面是一个关于我们如何使用数据和我们想要运行的查询的总结。请注意，这里我们主要关注的是实体之间的关系和一些关于数据的整体见解。

对于读者

获得他们的评论
获得他们的追随者（作者或其他读者）
获得他们的追随者
获得他们的私人和公共最喜欢的书单

对于作者

获得他们写的书
获得他们的追随者（读者或其他作者）。
获得他们的追随者

对于书籍

得到它所属的类别
获得其评论
获得其作者
得到它的出版商
获得收藏该书的读者
获得撰写或合作撰写该书的作者

对于出版商

获得他们已出版的书籍
获得与出版商合作过的作者

对于图书类别

获得属于该类别的书籍
给定一本书，得到它所属的所有类别

除了上述询问外，我们还希望能够回答以下问题：

什么是最受欢迎的书？一本受欢迎的书可以定义为拥有最多五星评论的书，并且有最多的读者将其添加到他们的书单中。
哪些标题、关键词或类别被搜索得最多？
指定一个评价星级，有哪些书有这个评级？例如，我们希望能够看到所有评级为2星的书籍。
两个或更多读者共同喜欢的书是什么？假设只依据读者共享的书单。
给出两个或更多的读者/作者，他们有哪些共同的被关注者/关注者。
给出一个关键词，返回所有具有该搜索关键词的书籍

四设计GunDB数据结构

在这一节中，我们将使用前几节的信息，创建一个数据模型，通过GunDB实现。

节点和属性

首先，我们先来看在GunDB中代表实体的节点(Node)，并定义它们的属性。

Book

book
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- title: string
- subtitle: string
- isbn: string
--
* reviews: Set
* categories: Set
* authors: Set
* publisher: Link

可以使用draw.io，创建数据模型。新建空白图后，选择: Arrange->Insert->Advanced->From Text...，然后将上述内容粘贴进去，在下拉框中选择List，点击确认，就可以生成一个数据实体图，如下图：
[图片上传失败...(image-527004-1651928957290)]

Book Category

book_category
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string
--
* books: Set

User

user
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string
- username: string
- email: string
--
* roles: Set

Reader

reader
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string
--
* book_reviews: Set
* following: Set
* followers: Set
* favorite_books: Set

Author

author
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string
--
* books: Set
* following: Set
* followers: Set

Publisher

publisher
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string
- address: string
--
* books: Set
* authors: Set

上述节点建立完成后，如下图：
[图片上传失败...(image-257a7b-1651928957290)]

点击这里，获得完整的数据模型

关系

在本节中，我们将用GunDB构建节点之间的关系。

GunDB默认创建了单向的关系，并且不强迫你为边(Edges)定义属性。它给你自由来决定哪些边需要属性，哪些实体需要双向关系。你可以完全控制设计数据模型图。使用链接节点(Link Node)来描述关系是很有用的。

评论（Review Book)

评论一本书可以用读者和书之间的一个链接节点来表示，其属性如下。

review_book (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- rating: number (integer, 1 <= n < 6)
- content: string (max 375 characters)
--
* book: Node
* reader: Node

这个链接节点的属性，包括评级值(rating)和评论的内容(content)。它还包括两个引用，一个是book，另一个是reader，描述了review_book与book和reader的关系。

注意：引用有两种，一种是Set，另一种是Node。如果引用是一对多的话，用Set，如书单的books引用，因为对应多本书，所以用Set；而review_book中的book，因为与书籍是一对一，所以用Node。相应的，如果是Set，使用set()添加数据；如果是Node，则使用put()。除此之外，建议属性的命名上，所有Set为复数词，Node为单数词。

[图片上传失败...(image-2952ce-1651928957290)]

上图表示以下动作：

我们故意让所有的链接都是双向的，这样我们就可以从任何给定的节点穿越链接了
从一个review_book的链接节点，我们可以去找读者，也可以去找书。
从一个Reader那里，我们可以从book_reviews集里找到他们的book_reviews。
从一本Book中，我们可以从reviews中获得评论。

我们也可以用纯文本来描述上面的关系。

;Review Book:
reader->book_reviews->book_reviews(set)
book_reviews(set)->review_book
review_book->reader->reader
review_book->book->book
book->reviews->reviews(set)
reviews(set)->review_book

我们要探讨的其余关系，就结构而言，与上面讨论的关系非常相似。也就是说，起点或终点的节点将有一组指向关系链接。而节点链接本身将有一个指向"源"的引用，另一个指向"目的"节点。

注：上述描述关系的描述可以在draw.io中添加图，方式与上述添加节点属性类似，只是在下拉框中，请选择Diagram。

Author Book

创作一本书可以用作者和书之间的链接节点来表示，其属性如下。

author_book (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- date: string (ISO date)
--
* book: Node
* author: Node

[图片上传失败...(image-3c388e-1651928957290)]

;Author Book:
author->books->books(set)
books(set)->author_book
author_book->author->author
author_book->book->book
book->authors->authors(set)
authors(set)->author_book

Favorite Books

Attributes:

favorite_list (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- list_name: string
- is_public: string ("true" or "false")
--
* books: Set
* belongs_to: Node

[图片上传失败...(image-f9a2f5-1651928957290)]

Diagram:

;Reader's favorite books:
reader->favorite_books->favorite_books(set)
favorite_books(set)->book_list
book_list->books->books(set)
book_list->belongs_to->reader
books(set)->book

Book Category

Attributes:

book_category (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- category_name: string
--
* book: Node
* belongs_to: Node

[图片上传失败...(image-5f1117-1651928957290)]

Diagram:

;Books in a category:
category->books->books(set)
books(set)->book_category
book_category->belongs_to->category
book_category->book->book
book->categories->categories(set)
categories(set)->book_category

Publish Book

Attributes:

publish_book (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- date: string (ISO date)
--
* book: Node
* publisher: Node

[图片上传失败...(image-b7a5ca-1651928957290)]

Diagram:

;Publish Book:
publisher->books->books(set)
books(set)->publish_book
publish_book->publisher->publisher
publish_book->book->book
book->publication_details->publish_book

User Roles

Attributes:

role (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- role_name: string
--
* role_type: Node
* user: Node
* permissions: Set

[图片上传失败...(image-158afd-1651928957290)]

Diagram:

;User Roles:
user->roles->roles(set)
roles(set)->role
role->assigned_to->user_type
role->user->user
user_type->role->role
roles/name->role

Follow Readers/Authors

Attributes:

follow (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- date: string (ISO date)
--
* reader: Node
* by_reader: Node

[图片上传失败...(image-c5dea4-1651928957290)]

请注意，可以为读者关注作者或作者关注读者或其他作者定义类似的关系。你仍然可以把关系名称保留为"follow"，但这样你可能想把链接属性重命名为更合适的名称。例如，一个作者跟随一个读者的关系可以定义为:

follow (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- date: string (ISO date)
--
* reader: Node
* by_author: Node

另一种可能性是将"关注"关系从一个用户概括到另一个用户，而不必担心用户的类型。在这种情况下，这种关系可以定义为：

follow (Link Node)
- uuid: string (internal)
- type: string (internal)
- name: string (internal)
- date: string (ISO date)
--
* user: Node
* by_user: Node

在这种情况下，只要用户和用户类型链接得当，你就可以从任何节点上遍历图，找到他们的追随者，以及他们在追随谁。在下一节用GunDB创建图时，我们将对此进行更多的探讨。

五创建数据图(Graph)

现在我们已经定义了节点、节点属性和节点间的关系，现在添加一些模拟数据并测试这个模型。这里的目标是用GunDB创建一个图(Graph)，使用上面的定义，并对数据运行一些查询，以验证我们得到正确的数据。

添加一些模拟数据

function fakeBooks(opts = {n: 5}) {
  const books = [];
  let howMany = opts.n;

  while(howMany-- > 0) {
    let id = uuid();
    let count = (opts.n - howMany);
    const book = {
      uuid: id,
      type: "Book",
      title: `The Book Title ${count}`,
      subtitle: `Lorem ipsum dolor ${count}`,
      isbn: count,
    };
    books.push(book);
  }
  return books;
}

上面的函数，默认情况下，返回一个由5个代表书籍的普通JavaScript对象组成的数组。接下来，我们要调用这个函数，从书籍对象中创建Gun节点

const db = Gun();
const books = fakeBooks();
for (let b of books) {
  db.get(b.uuid).put(b);
}

为了方便起见，我们还将创建一个JavaScript数组，用来保存对我们刚刚创建的Gun节点的引用。

const bookNodes = books.map(b => db.get(b.uuid));

创建关系

建立`评论(Review book)-书`关系

现在，我们有了一些假数据，让我们去创建关系。我们要看的第一个关系是书评。下图说明了我们将需要创建的节点和链接。
[图片上传失败...(image-9a1cb8-1651928957290)]

The review_book link node represents a reader reviewing a book.
The book property in review_book references the book being reviewed.
The reader property in reivew_book references the reader creating the review.
The reviews/r set holds references to review_book nodes, grouped by rating.
The book_reviews property in the reader node is a set that holds references to review_book nodes.
The reviews property in the book node is a set that holds references to review_book nodes.

以上六个步骤用代码实现如下：

function reviewBook(opt) {
  const {db, reader, book, rating, content} = opt;
  const linkId = uuid();

  const review_book = db.get(linkId).put({ // A
    uuid: linkId,
    type: "Link",
    name: "review_book",
    rating: rating,
    content: content,
  });
  review_book.get("book").put(book); // B
  review_book.get("reader").put(reader); // C

  db.get(`reviews/${rating}`).set(review_book); // D

  book.get("reviews").set(review_book); // E
  reader.get("book_reviews").set(review_book); // F

  return review_book;
}

在上面的片段中，reviewBook函数接受了一个对象，该对象持有以下引用。

一个数据库实例
一个Reader节点
一个Book节点
评论的评级值
评论的内容

然后，我们在A行创建一个review_book的评论节点，使用传入的值设置评级和内容。在B行，我们在评论上创建一个名为book的属性，指向给定的book节点。在C行，我们定义了一个名为读者的属性，指向给定的读者节点。在D行，我们将评论节点添加到review/rating集。这个集合将帮助我们通过评级值来引用评论。在E行，我们在给定的书籍节点上创建了一个叫做reviews的集合，并将评论节点添加到其中。在F行，我们在读者节点上创建一个名为book_reviews的集合，并将评论节点加入其中。最后，我们从函数中返回review_book链接节点。

现在我们有了这个函数，在主文件中我们可以让读者创建评论。例如，我们可以由读者1创建两个评论。

reviewBook({
  db,
  reader: readerNodes[0],
  book: bookNodes[0],
  rating: 5,
  content: "Great book!",
});

reviewBook({
  db,
  reader: readerNodes[0],
  book: bookNodes[1],
  rating: 1,
  content: "It was ok.",
});

为了快速测试书评关系，我们可以运行以下查询并手动验证结果。

显示读者1的所有评论

readerNodes[0].get("book_reviews").map().once(console.log);

显示所有读者1评论过的书名

readerNodes[0].get("book_reviews").map().get("book").get("title").once(console.log);

显示指定书的所有评论

bookNodes[0].get("reviews").map().once(console.log);

显示指定书籍的五星评论

bookNodes[0].get("reviews").map().once(review => {
  if(review.rating === 5) {
    db.get(review.book).once(b => {
      console.log(review);
    });
  }
});

显示指定书籍已经评论过的用户名单

bookNodes[0].get("reviews").map().get("reader").get("name").once(console.log);

显示所有1星评论

db.get("reviews/1").map().once(console.log);

显示所有1星评论的书的书名

db.get("reviews/1").map().get("book").get("title").once(console.log);

显示所有留下1星评论的读者

db.get("reviews/1").map().get("reader").get("name").once(console.log);

使用Promise方式查询

GunDB使用一个流式API，这对实时应用程序来说是完美的。但是在某些情况下，你可能想使用Promise来获得一组结果，而不是侦听更新。GunDB包含一个扩展，可以让你把查询变成一个Promise。在本节中，我们将使用then把上面的一些查询变成Promise。

首先，我们需要包含then扩展。如果你使用npm来安装Gun，then扩展被包含在node_modules/gun/lib/then中。你可以在包含Gun后加载它。

const gun = require("gun");
require("gun/lib/then")。

在包含then扩展后，既可以使用Promise方式查询记录，下面的代码返回一个Promise，该Promise可解析为一个包含键和每个键的元数据的图：

const result = readerNodes[0].get("book_reviews").then();

现在，为了提取数据，你可以这样做：

const removeMetaData = (o) => { // A
  const copy = {...o};
  delete copy._;
  return copy;
};

const bookReviews = readerNodes[0].get("book_reviews").then() // B
.then(o => removeMetaData(o)) // C
.then(refs => Promise.all(Object.keys(refs).map(k => db.get(k).then()))) // D
.then(r => console.log(r)); // E

A行，我们定义了一个辅助函数来创建一个对象的副本并删除"_"元数据域
B行，我们运行一个由读者创建的书评的获取查询，并启用Promise。
C行，我们使用我们的辅助函数来删除元数据，并返回一个只包括结果键的副本。
D行，我们获取引用并使用db.get将其解析为数据节点。

下面是另一个使用then的例子，用来显示所有一星评价的书籍：

db.get("reviews/1").then()
.then(filterMetadata)
.then(r => Promise.all(Object.keys(r).map(k => db.get(k).then())))
.then(r => Promise.all(Object.keys(r).map(k => db.get(r[k].book["#"]).then())))
.then(r => log(r));

以上测试代码在github上可以找到，点击

建立`作者Author-书Book`的关系

我们要写的下一个是作者与书籍的关系。下图说明了我们将要创建的链接和节点。
[图片上传失败...(image-5af248-1651928957290)]

author_book链接节点表示由一个或多个作者撰写书籍。
author_book节点中的book属性引用了所写的书。
author_book 节点中的author属性引用了该书的作者。
author节点中的book属性引用了一个持有对auther_book节点的引用的集合。
book节点中的authors属性引用了一个持有对author_book节点的引用的集合。

定义节点和关系如下：

function authorBook(opt) {
  const {db, author, book, date} = opt;
  const linkId = uuid();

  const authorBookNode = db.get(linkId).put({
    uuid: linkId,
    type: "Link",
    name: "author_book",
    date: date,
  });
  authorBookNode.get("book").put(book);
  authorBookNode.get("author").put(author);

  book.get("authors").set(authorBookNode);
  author.get("books").set(authorBookNode);

  return authorBookNode;
}

下面是一些查询脚本，也可以从这里获得。

查询作者1写的书名

authorNodes[0].get("books").map().get("book").get("title").once(log);

查询图书1的作者名字

bookNodes[0].get("authors").map().get("author").get("name").once(log);

还可以利用book_review做组合查询，例如：

给定作者，列出该作者写的书名以及与这些书籍相关的评论

authorNodes[0].get("books").map().get("book").get("title").once(log);
authorNodes[0].get("books").map().get("book").get("reviews").map().get("rating").once(log);

建立收藏书单（Favorite Books）

读者可以创建收藏书单，并将他们喜欢的书添加到书单中。下图显示了将要创建的书单节点和链接节点。

[图片上传失败...(image-c91dd4-1651928957290)]

book_list(上文中也用favorite_list表示)节点表示一个包含由读者添加的一组书籍的列表。
book_list中的books属性持有对这组书籍(book)的引用。
belongs_to属性引用了创建该列表的读者(reader)。
reader节点中的favorite_books属性引用了一个集合，该集合持有所有book_list节点的引用。

定义节点和关系如下：

function favoriteBooks(opt) {
  const {db, reader, books, listName} = opt;
  const listId = uuid();

  const list = db.get(listId).put({
    uuid: listId,
    type: "Link",
    name: "favorite_list",
    list_name: listName,
        is_public: "true",
  });

  const faveBooks = db.get(uuid());
  for (book of books) {
    faveBooks.set(book);
  }

  list.get("books").put(faveBooks);
  list.get("belongs_to").put(reader);

  reader.get("favorite_books").set(list);

  return list;
}

下面是一些查询脚本，也可以从这里获得。

获取读者1的所有收藏列表的书籍

readerNodes[0].get("favorite_books").map().get("books").map().get("title").once(log);

获取读者1的收藏列表名为List 1的书籍的书名

readerNodes[0].get("favorite_books").map().once(list => {
  if(list.list_name === "List 1") {
    db.get(list.books).map().get("title").once(log);
  }
});

获取读者1的个人收藏列表的名称

readerNodes[0].get("favorite_books").map().once(list => {
  if(list.is_public === "false") {
    log(list.list_name);
  }
});

出版书籍

出版图书可以用出版商(publisher)和图书(book)之间的链接节点来表示。下图显示了这些节点和关系。

[图片上传失败...(image-48f67-1651928957290)]

publish_book节点是一个链接，它持有对已出版图书和出版商的引用。
publish_book节点中的book属性引用了已出版的书。
publish_book节点中的publisher属性引用了出版商。
book节点包含一个名为publisher的属性，引用publish_book节点。
publisher节点有一个名为books的属性，引用publish_book节点。

定义节点和关系如下：

function publishBook(opt) {
  const {db, publisher, book, date} = opt;
  const linkId = uuid();

  const publishLink = db.get(linkId).put({
    uuid: linkId,
    type: "Link",
    name: "publish_book",
    date: date,
  });
  publishLink.get("book").put(book);
  publishLink.get("publisher").put(publisher);

  book.get("publisher").put(publishLink);
  publisher.get("books").set(publishLink);

  return publishLink;
}

下面是一些查询脚本，也可以从这里获得

获取出版商1发行的所有图书

publisherNodes[0].get("books").map().get("book").get("title").once(log);

给到书名，获取出版该书的出版商

bookNodes[0].get("publication_details").get("publisher").get("name").once(log);

图书分类

对书籍的分类可以用类别节点和书籍节点之间的链接节点来表示。下图显示了我们需要创建的节点和链接。

[图片上传失败...(image-e714f2-1651928957290)]

book_category链接节点将一个类别与一本书联系起来。
book_category节点中的belongs_to属性引用ategory节点。
book_category节点中的book属性引用了book节点。
category/name集持有对book_category节点的引用。
category节点中的books属性是一个集合，持有对book_category链接节点的引用。
book节点中的categories属性是一个集合，它也持有对book_category链接节点的引用。

定义节点和关系如下：

function bookCategory(opt) {
  const {db, category, book, categoryName} = opt;
  const linkId = uuid();

  const categoryLink = db.get(linkId).put({
    uuid: linkId,
    type: "Link",
    name: "book_category",
    category_name: categoryName,
  });

  categoryLink.get("book").put(book);
  categoryLink.get("belongs_to").put(category);
  db.get(`category/${categoryName}`).set(categoryLink);

  book.get("categories").set(categoryLink);
  category.get("books").set(categoryLink);

  return categoryLink;
}

下面是一些查询脚本，也可以从这里获得

列出类别1的所有图书书名

categoryNodes[0].get("books").map().get("book").get("title").once(log);

给定图书，列出类别

bookNodes[0].get("categories").map().get("belongs_to").get("name").once(log);

给定类别名称Category 1，列出该类别的所有图书

db.get("category/Category 1").map().get("book").get("title").once(log);

用户角色

为了给用户分配角色，我们可以创建一个集合，并向该集合添加角色链接。下图显示了我们需要创建的节点和链接。

[图片上传失败...(image-d7380c-1651928957290)]

The role node link contains the role's information. Its user property references the user node and its assigned_to property references a user type node. A user type node can be a reader, author, or publisher.
The roles property in the user node is a set that holds references to role nodes.
The user type node has a role property that points to the role node.

role节点链接包含了该角色的信息。它的用户属性引用了user节点，它的role_type 属性引用了一个user_type节点。一个用户user_type可以是readers、authors或publishers。
user节点中的role属性是一个集合，持有对role节点的引用。
user_type节点有一个指向role节点的角色属性。

定义节点和关系如下：

function userRole(opt) {
  const {db, name, userTypeNode, user} = opt;
  const linkId = uuid();

  const roleLink = db.get(linkId).put({
    uuid: linkId,
    type: "Link",
    name: "role",
    role_name: name,
  });

  roleLink.get("user").put(user);
  roleLink.get("role_type").put(userTypeNode);

  db.get(`roles/${name}`).set(roleLink);

  const userUuid = user._.put.uuid; // HACK, DONT DO THIS IN ACTUAL APP
  const userType = userTypeNode._.put.type.toLowerCase() + "s"; // HACK, DONT DO THIS IN ACTUAL APP

  db.get(`users/${userUuid}`).set(user);
  db.get('users').set(user);
  db.get(userType).set((userTypeNode));

  user.get("roles").set(roleLink);
  userTypeNode.get("role").put(roleLink);

  return roleLink;
}

下面是一些查询脚本，也可以从这里获得

列出所有读者名字

db.get("readers").map().get("name").once(log);

列出所有用户的email

db.get("users").map().get("email").once(log);

获取用户1的角色

userNodes[0].get("roles").map().get("role_name").once(log);

关注与被关注

"关注"关系与我们迄今为止所涉及的关系有一点不同。这是因为上面的大多数关系，如写书或评书，都意味着是双向的关系。但是关注不一定是双向的。例如，用户A可以关注用户B，但这并不意味着用户B也在立即关注用户A。正因为如此，我们需要为每个用户定义两个集合，以记录"关注"和"追随者 "的情况。下图展示了用户A关注用户B时我们需要创建的节点和链接。

[图片上传失败...(image-a4fe2f-1651928957290)]

follow链接节点表示用户A和用户B之间的"关注"关系。
follow链接节点中的who属性表示"关注"关系的"目的地"。
follow链接节点中的by属性代表"被关注"关系的"来源"。
用户A中的following属性是对follow节点的链接引用的集合。
用户B中的followers属性是对follow节点的链接引用的集合。

如果用户B同时也关注了用户A，则关系变为下图：
[图片上传失败...(image-7652dc-1651928957290)]

实现代码如下：

function follow(opt) {
  const {db, sourceNode, destinationNode} = opt;
  const linkId = uuid();

  const followLink = db.get(linkId).put({
    uuid: linkId,
    type: "Link",
    name: "follow",
    date: new Date().toISOString(),
  });
  followLink.get("who").put(destinationNode);
  followLink.get("by").put(sourceNode);

  sourceNode.get("following").set(followLink);
  destinationNode.get("followers").set(followLink);

  return followLink;
}

下面是一些查询脚本，也可以从这里获得

列出读者2的所有关注

readerNodes[1].get("following").map().get("who").get("name").once(log);

列出所有关注读者2的用户

readerNodes[1].get("followers").map().get("by").get("name").once(log);

整体性的查询

现在我们已经创建了一些数据并添加了一些关系，让我们来问一下下面这个整体性的问题。

什么是最受欢迎的书？
为了简单起见，我们将流行的书定义为已经被读者列入许多最喜欢的书单，并且有五颗星的评价。使用promise helpers（包含在文章的repo中），我们可以运行两个查询，一个是最喜欢的列表，另一个是五星评论。

// uuids of the books included in all favorite lists
q(db).get("readers").getSet()
.get("favorite_books").getSet()
.get("books").getSet().get("uuid")
.data();

// uuids of the 5-star books
q(db).get("reviews/5").getSet()
.get("book")
.get("uuid")
.data();

然后，我们可以计算被列入最喜爱名单的书的数量，并按降序排列。第一本书将是收录数量最多的书。然后，我们可以简单地检查该书是否被列入五星级名单。你可以在main.js文件中看到完整的代码片段。

你可以使用上面的例子来运行各种查询，以获得对你的数据的有趣的洞察力。我们的想法是，首先运行一些查询来收集感兴趣的尿素。一旦你有了这些数据，只需做一些基本的比较，就可以得到你要找的答案了。

进一步的改进

有几件事情你应该考虑改进实现。

在保存数据之前，使用模式验证来强制执行一个结构(schema)。有一个叫gun-schema的扩展，它在幕后使用is-my-json-valid包来帮助你验证你的对象形状。
为你的数据创建作用域(scope)。有一个叫Reticle的扩展，可以帮助你创建范围，以避免键之间的碰撞。
如果你想确保不添加意外的数据，在添加到数据库之前验证约束是很重要的。此外，如果一个关系需要的话，你可能还想检查单一性。
使用GraphQL是在客户和系统的后端之间建立数据协议的一种方式。使用GraphQL，客户可以问他们需要什么，而不用担心后台的细节。你可能想看看Graphql-gun包，它是GunDB的一个Graphql API。

如果你有任何问题或不确定的地方，请加入GunDB的聊天室，每个人都非常友好和有帮助。

总结

希望这篇文章能给你一些关于如何使用GunDB进行图数据建模的启发。在这篇文章中，我只是触及了GunDB可能的内容，这并不是整个Gun系统的全部模型。数据建模，就像任何设计过程一样，需要大量的计划和实验。然而，一个好的、经过深思熟虑的设计，可以为你在以后的工作中节省大量的时间和精力。如果你对如何改进本文介绍的模型有任何想法，请留言，我们非常感谢任何意见。

另外，我已在draw.io上共享了本文中的图数据库图，见：https://app.diagrams.net/#G1TbiTdr3IyE8YWIoNhC60jxj2VL8fMkV4

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实战GunDB：设计一个高性能的图书馆数据库系统

一 GunDB简介

图书馆应用程序的建模

二 实例

用户(Users)

读者(Readers)

种子(Feed)

书籍(Books)

三 实体、关系和查询

实体(Entities)

属性 Attributes

User属性

Reader属性

Author属性

Book属性

Category属性

关系 Relationship

查询

对于读者

对于作者

对于书籍

对于出版商

对于图书类别

四 设计GunDB数据结构

节点和属性

Book

Book Category

User

Reader

Author

Publisher

关系

评论（Review Book)

Author Book

Favorite Books

Book Category

Publish Book

User Roles

Follow Readers/Authors

五 创建数据图(Graph)

添加一些模拟数据

创建关系

建立评论(Review book)-书关系

使用Promise方式查询

建立作者Author-书Book的关系

建立收藏书单（Favorite Books）

出版书籍

图书分类

用户角色

关注与被关注

整体性的查询

进一步的改进

总结

推荐阅读更多精彩内容

二实例

三实体、关系和查询

四设计GunDB数据结构

五创建数据图(Graph)

建立`评论(Review book)-书`关系

建立`作者Author-书Book`的关系