【图数据库内核】TinkerPop / JanusGraph：外置邻接表图层，不是第二套原生 store
内容提要
本文介绍JanusGraph基于TinkerPop接口，将图数据存储于Cassandra等宽行后端，采用邻接表布局，边双写，事务非必然ACID，依赖后端一致性。对比Neo4j原生存储，JanusGraph牺牲局部性换取可扩展性，用vertex-centric索引应对超节点，适合已有宽表集群的场景。
延伸解读
邻接表布局的代价差异
JanusGraph 将图数据以邻接表形式存入宽行后端，每个顶点对应一个宽行，边双写以支持双向遍历。一次 hop 的代价包括定位宽行、按列范围取边、解码对端 id，分布式下 RPC 和一致性级别主导常数项。与 Neo4j 原生存储相比，JanusGraph 牺牲局部性换取可扩展性，适合已有宽表集群的场景。
事务与一致性的后端依赖
JanusGraph 事务并非必然 ACID，在 Cassandra/HBase 上依赖后端一致性，最终一致后端需使用 LOCK 或 FORK 机制处理冲突。LOCK 机制在提交时加锁并重读校验，但锁贵且易争用；FORK 机制通过删旧加新产生多副本，读时消解，但可能产生临时不一致。应用需接受 half-edge 和 ghost vertex 等修复路径。
超节点应对策略
JanusGraph 提供 Graph index（全局）和 Vertex-centric index（局部）两类索引，后者用于缓解超节点问题。Vertex-centric index 在顶点邻接表内按标签和属性条件切子集，避免扫描整行 cell。与 Neo4j 的 dense 节点自动升级不同，JanusGraph 需要建模时显式配置，预判哪些标签或属性可能打爆度数。
Q&A
JanusGraph 是如何存储图数据的？
JanusGraph 使用邻接表布局，将图数据存储在支持 Bigtable 模型的宽行后端（如 Cassandra、HBase）中。每个顶点对应一个宽行，行内每个边或属性存储为一个 cell，按列有序排列。每条边会存储两次，分别放在两个端点的邻接表中，以支持双向遍历。
JanusGraph 的事务是 ACID 的吗？
JanusGraph 的事务不一定是 ACID 的。在 BerkeleyDB 上可以配置为 ACID，但在 Cassandra 或 HBase 上通常不是，因为底层存储系统不提供可串行化隔离或多行原子写。事务的隔离和原子性取决于后端，在最终一致后端上需要使用 LOCK 或 FORK 机制来处理冲突。
JanusGraph 如何解决超节点问题？
JanusGraph 通过 vertex-centric index（关系索引）来缓解超节点问题。这种索引在顶点邻接表内按标签和属性条件进行子集检索，避免扫描整个宽行。它需要在建模时显式创建，与 Neo4j 的自动 dense 节点处理不同。
JanusGraph 与 Neo4j 在存储和性能上有什么主要区别？
JanusGraph 将图数据存储在外置宽行后端，采用邻接表布局，边双写，牺牲局部性换取可扩展性；Neo4j 使用原生存储，将关系记录和属性存储在页缓存中，强调局部性。JanusGraph 的 hop 代价受分布式 RPC 和一致性级别影响，而 Neo4j 更依赖页缓存。JanusGraph 适合已有宽表集群的场景，Neo4j 适合需要强一致性和高性能单机遍历的场景。
JanusGraph 支持哪些索引类型？
JanusGraph 支持两类索引：Graph index（全局索引）和 Vertex-centric index（局部索引）。Graph index 又分为 Composite 和 Mixed 两种，Composite 用于等值查询，Mixed 需要外部索引后端（如 Elasticsearch）支持更灵活的谓词。Vertex-centric index 用于优化高度数顶点上的局部遍历。
JanusGraph 在最终一致后端上如何处理数据一致性？
在最终一致后端（如 Cassandra）上，JanusGraph 提供两种机制：ConsistencyModifier.LOCK 在提交时加锁并重读校验，但成本高且易争用；ConsistencyModifier.FORK 在修改边时创建新副本，读时消解冲突。此外，可能出现临时不一致、half-edges 和 ghost vertices，需要应用层处理。
TinkerPop 在 JanusGraph 中扮演什么角色？
TinkerPop 是 Apache 提供的属性图接口和 Gremlin 遍历机。JanusGraph 原生支持 TinkerPop 的 Structure 和 Process API，通过 Gremlin 进行图遍历。TinkerPop 提供了可移植的接口，使得 JanusGraph 可以适配不同的存储后端，但 JanusGraph 的存储实现是独立的，不是基于 Neo4j 的。
