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Descripción general del esquema de Spanner Graph

En este documento, se describe el esquema de Spanner Graph y se proporcionan ejemplos para ilustrar los conceptos clave. Para obtener más información sobre Spanner Graph, consulta la descripción general de Spanner Graph.

Modelo de datos del gráfico de propiedades

Un gráfico de propiedades te permite modelar datos conectados. Representa la información como una red de nodos y aristas. Los nodos simbolizan entidades en tu panorama de datos, como clientes, productos o ubicaciones. Las aristas muestran las conexiones entre esos nodos, capturando relaciones como comprado, sigue o ubicado en.

Tanto los nodos como los bordes pueden incluir la siguiente información:

Etiquetas, que clasifican los nodos y los bordes en conjuntos, por ejemplo, Ciudad.
Propiedades, que son pares clave-valor, por ejemplo, población.

En el ejemplo de la Figura 1, se muestra cómo podrías diseñar un gráfico para modelar actividades financieras. Este gráfico incluye los siguientes tipos de entidades modeladas como nodos:

Persona: Representa a una persona involucrada en transacciones financieras.
Cuenta: Representa una cuenta bancaria que se usa para realizar transacciones.

Estas entidades están conectadas por diferentes tipos de relaciones, que se representan con los siguientes bordes dirigidos:

Es propietario: Una persona es propietaria de una o más cuentas.
Transferencias: Se transfiere dinero de una cuenta a otra.

Cada arista dirigida indica una relación unidireccional que fluye de un nodo fuente a un nodo de destino. Por ejemplo, un borde Transfers conecta un Account de origen a un Account de destino, lo que indica el flujo de dinero.

Diagrama de descripción general del esquema de Spanner Graph.

Figura 1. Ejemplo de grafo con varios nodos y aristas dirigidas.

Los nodos y las aristas pueden contener información adicional en las propiedades. Cada propiedad tiene un nombre y un valor.

Los nodos Person tienen las siguientes propiedades:
- name (STRING)
- id (INT64)
Los bordes Transferencias tienen la siguiente propiedad:
- amount (FLOAT64)

Bordes dirigidos y no dirigidos

El gráfico de ejemplo usa aristas dirigidas, que indican una dirección específica en la relación entre entidades. Sin embargo, algunas relaciones, como la relación de amigo en una red social, no están dirigidas y representan una conexión recíproca sin un origen o un extremo definidos. En este caso, puedes simular aristas no dirigidas como dos aristas dirigidas, una en cada dirección.

Diseño de esquemas de Spanner Graph

El gráfico de Spanner te permite crear un gráfico a partir de tablas con la instrucción CREATE PROPERTY GRAPH. Las tablas que se usan para crear gráficos se denominan tablas de entrada. Este enfoque se basa en SQL/PGQ (consultas de grafo de propiedades), que forma parte de los estándares SQL:2023.

Cómo definir un nodo en un grafo de propiedades

Para definir un nodo, agrega una definición de nodo en la cláusula NODE TABLES. La forma más simple de definición de nodos solo contiene un nombre de tabla de entrada. Las filas de la tabla de entrada se asignan a los nodos del grafo.

En el siguiente ejemplo, se usa la cláusula NODE TABLES para definir el nodo Account en el gráfico de propiedades FinGraph. La definición del nodo contiene la tabla de entrada Account.

-- First, create an Account table.
CREATE TABLE Account (
  id           INT64 NOT NULL,
  create_time  TIMESTAMP,
) PRIMARY KEY (id);

-- Next, use the Account table as input table of Account node definition.
CREATE PROPERTY GRAPH FinGraph
  NODE TABLES (
    Account
  );

Etiqueta y propiedades predeterminadas

De forma predeterminada, todos los nodos usan el nombre de la tabla de entrada como etiqueta, y todas las columnas de la tabla de entrada se exponen como propiedades de nodo.

En el ejemplo anterior,

Cada nodo de cuenta tiene la etiqueta Account.
Cada nodo de cuenta tiene propiedades [id, create_time] creadas a partir de las columnas de la tabla Account.

Clave del elemento

Una definición de nodo también define la clave de elemento, que identifica de forma única un nodo del gráfico.

De forma predeterminada, la clave del elemento es la clave primaria de la tabla de entrada.
Las claves de elementos se pueden definir de forma explícita con la cláusula KEY.
Las columnas con restricciones de unicidad UNIQUE INDEX se pueden usar como claves de elementos.

En el siguiente ejemplo, se definen los nodos Account y Person.

El nodo Account usa la clave primaria de la tabla Account como su clave de elemento de forma predeterminada.
El nodo Person, por otro lado, especifica de manera explícita id como la clave del elemento con la cláusula KEY.

CREATE TABLE Person (
  id           INT64 NOT NULL,
  name         STRING(MAX),
) PRIMARY KEY (id);

CREATE TABLE Account (
  id           INT64 NOT NULL,
  create_time  TIMESTAMP,
) PRIMARY KEY (id);

CREATE PROPERTY GRAPH FinGraph
  NODE TABLES (
    Person KEY (id),
    Account
  );

Asignación de una fila de la tabla de entrada a un nodo del grafo

Cada fila con una clave de elemento no nula se asigna a un nodo único en el graph, identificado por la clave de elemento.
Se ignoran las filas con una clave de elemento nula.

Cómo definir un borde en un grafo de propiedades

Para definir un borde, agrega una definición de borde a la cláusula EDGE TABLES. La forma más simple de definición de borde solo contiene un nombre de tabla de entrada. Las filas de la tabla de entrada se asignan a los bordes del grafo.

La etiqueta y las propiedades predeterminadas de los bordes se definen de la misma manera que los nodos.
La clave de elemento de cada borde se define de la misma manera que los nodos.

Referencia de nodos de origen y destino

En el siguiente ejemplo, se crea un gráfico de propiedades FinGraph con lo siguiente:

Nodos Person y Account
Borde de PersonOwnAccount

CREATE TABLE Person (
 id            INT64 NOT NULL,
 name          STRING(MAX),
) PRIMARY KEY (id);

CREATE TABLE Account (
 id            INT64 NOT NULL,
 create_time   TIMESTAMP,
) PRIMARY KEY (id);

CREATE TABLE PersonOwnAccount (
 id            INT64 NOT NULL,
 account_id    INT64 NOT NULL,
 create_time   TIMESTAMP,
 FOREIGN KEY (account_id) REFERENCES Account (id)
) PRIMARY KEY (id, account_id),
  INTERLEAVE IN PARENT Person;

CREATE PROPERTY GRAPH FinGraph
  NODE TABLES (
    Person,
    Account
  )
  EDGE TABLES (
    PersonOwnAccount
      SOURCE KEY (id) REFERENCES Person (id)
      DESTINATION KEY (account_id) REFERENCES Account (id)
  );

Una definición de borde debe definir la referencia del nodo de origen y destino con las cláusulas SOURCE KEY, DESTINATION KEY y REFERENCES. En el siguiente ejemplo, se usa la definición de borde de PersonOwnAccount para ilustrar este concepto:

EDGE TABLES (
  PersonOwnAccount
    SOURCE KEY (id) REFERENCES Person (id)
    DESTINATION KEY (account_id) REFERENCES Account (id)
)

Cada borde PersonOwnAccount conecta un Person (fuente) a un nodo Account (destino).

El nodo de origen de un borde es un nodo Person cuyo id es el mismo que el id del borde.
El nodo de destino de un borde es un nodo Account cuyo id es el mismo que el borde account_id.

Además, se cumple lo siguiente para el borde PersonOwnAccount:

La clave de elemento es la clave primaria de la tabla PersonOwnAccount, es decir, (id, account_id).
Cada arista tiene el mismo conjunto de propiedades que las columnas de la tabla PersonOwnAccount.
Cada borde tiene la etiqueta PersonOwnAccount predeterminada.

Cómo asignar una fila de una tabla de entrada de aristas a aristas en el grafo

Por lo general, cada fila de la tabla de entrada de aristas, cuya clave de elemento no es nula, se asigna a una arista única en tu grafo.
Una fila puede corresponder a cero o más aristas en el gráfico, por ejemplo, cuando la referencia del nodo de origen coincide con cero o más nodos en la tabla de nodos de origen.
La misma tabla de entrada se puede usar en diferentes definiciones de nodos o aristas para crear diferentes conjuntos de nodos o aristas. Para obtener más información, consulta Cómo combinar tablas de entrada de nodos y bordes.

Personaliza las etiquetas y las propiedades

Puedes usar las cláusulas LABEL y PROPERTIES para personalizar etiquetas y propiedades.

En el siguiente ejemplo, se definen dos nodos, Person y Account.

Los nodos Person exponen la propiedad address a través de la etiqueta Customer. La propiedad address se define con la expresión CONCAT(city, ", ", country),, que hace referencia a las columnas city y country de la tabla de entrada Person.
Para Account, el nodo Account expone las propiedades id y create_time a través de la etiqueta Account.
Person y Account tienen la etiqueta Entity con propiedades [id, name].
- En el caso de Person, las propiedades id y name provienen de las columnas de la tabla de entrada.
- Para Account, la propiedad name hace referencia a la columna nick_name de la tabla de entrada.

CREATE TABLE Person (
 id               INT64 NOT NULL,
 name             STRING(MAX),
 birthday         TIMESTAMP,
 country          STRING(MAX),
 city             STRING(MAX),
) PRIMARY KEY (id);

CREATE TABLE Account (
 id               INT64 NOT NULL,
 create_time      TIMESTAMP,
 is_blocked       BOOL,
 nick_name        STRING(MAX),
) PRIMARY KEY (id);

CREATE PROPERTY GRAPH FinGraph
  NODE TABLES (
    Person KEY (id)
      LABEL Customer
        PROPERTIES (CONCAT(city, ", ", country) AS address)
      LABEL Entity PROPERTIES (id, name),
    Account KEY (id)
      LABEL Account PROPERTIES (id, create_time)
      LABEL Entity PROPERTIES (id, nick_name AS name)
  );

Coherencia de etiquetas y propiedades

En un gráfico, las etiquetas y las propiedades se identifican de forma única por sus nombres. Las etiquetas y las propiedades con el mismo nombre pueden aparecer en varias definiciones de nodos o bordes. Sin embargo, las etiquetas y las propiedades con el mismo nombre deben cumplir con las siguientes reglas:

Las propiedades con el mismo nombre deben tener el mismo tipo de valor.
Las etiquetas con el mismo nombre deben exponer la misma lista de propiedades.

En el ejemplo anterior, la etiqueta Entity se define en los nodos Person y Account. En ambas definiciones, tienen el mismo conjunto de nombres de propiedades [id, name] con los mismos tipos de valores.

Dependencias entre gráficos y otros objetos de esquema

El grafo creado por CREATE PROPERTY GRAPH tiene una dependencia de otros objetos de esquema, como las tablas de entrada de las definiciones de nodos y vínculos, y las columnas de tablas a las que hacen referencia las propiedades. Si un cambio de esquema rompe una de estas dependencias, el cambio no se permite.

La siguiente sentencia crea una dependencia de FinGraph a la tabla Account y a las columnas id y create_time.

CREATE OR REPLACE PROPERTY GRAPH FinGraph
  NODE TABLES (
    Account PROPERTIES (id, create_time)
  );

Los siguientes son ejemplos de cambios de esquema que no puedes realizar:

Suelta la tabla Account, a menos que primero quites la definición del nodo Account. Para obtener más información, consulta Cómo quitar nodos existentes o definiciones de aristas.
Quita las columnas create_time de la tabla Account, a menos que primero quites la propiedad create_time de la definición del nodo Account. Para obtener más información, consulta Cómo actualizar definiciones de nodos o bordes existentes.

Sin embargo, puedes realizar los siguientes cambios en el esquema:

Modifica la tabla Account y el esquema de las columnas id y create_time, siempre que otros requisitos del esquema lo permitan. Para obtener más información, consulta Cómo realizar actualizaciones de esquemas.