그렘린 (질의어)
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1. 개요
그렘린(Gremlin)은 그래프 데이터베이스를 순회하기 위한 질의어이다. 2009년 "팅커팝(TinkerPop)"이라는 이름으로 시작되어 아파치 소프트웨어 재단의 최상위 프로젝트로 승격되었다. 아파치2-라이선스를 따르며, 그래프 데이터베이스(OLTP) 및 그래프 프로세서(OLAP) 등 다양한 벤더에서 사용할 수 있다. 그렘린은 Gremlin-Groovy, Gremlin-Scala, Gremlin-Clojure, Gremlin-Java8 등 다양한 방언으로 표현 가능하며, 그래프 탐색 머신을 통해 실행된다.
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| 그렘린 (질의어) - [IT 관련 정보]에 관한 문서 | |
|---|---|
| 개요 | |
| 이름 | Gremlin (그래믈린) |
| 유형 | 질의어 |
| 설계자 | Marko A. Rodriguez |
| 개발자 | 아파치 소프트웨어 재단의 아파치 팅커팝 |
| 최초 출시 | 2009년 |
| 최신 버전 | 3.7.0 |
| 최신 버전 출시일 | 2023년 7월 31일 |
| 작성 언어 | 자바 |
| 플랫폼 | 크로스 플랫폼 (멀티 플랫폼) |
| 라이선스 | 아파치 라이선스 2.0 |
| 웹사이트 | 공식 웹사이트 |
| 언어적 특징 | |
| 방언 | Gremlin-Java8, Gremlin-Groovy, Gremlin-Python, Gremlin-Scala, Gremlin-Clojure, Gremlin-PHP, Gremlin-JavaScript, Gremlin-Typeset |
| 영향 받은 언어 | 정규 표현식, XPath, Ripple, SPARQL, SQL, Java/JVM |
2. 역사
| 날짜 | 내용 |
|---|---|
| 2009년 10월 30일 | 프로젝트 시작, "팅커팝(TinkerPop)"으로 명명[1] |
| 2009년 12월 25일 | v0.1 최초 릴리스[1] |
| 2011년 5월 21일 | v1.0 출시[1] |
| 2012년 5월 24일 | v2.0 출시[1] |
| 2015년 1월 16일 | 팅커팝, 아파치 인큐베이터 프로젝트로 선정[1] |
| 2015년 7월 9일 | v3.0.0-incubating 출시[1] |
| 2016년 5월 23일 | 아파치 팅커팝, 최상위 프로젝트로 승격[1] |
| 2016년 7월 18일 | v3.1.3 및 v3.2.1, 아파치 팅커팝으로 첫 출시[1] |
| 2017년 12월 17일 | v3.3.1 출시[1] |
| 2018년 5월 8일 | v3.3.3 출시[1] |
| 2019년 8월 5일 | v3.4.3 출시[1] |
| 2020년 2월 20일 | v3.4.6 출시[1] |
아파치2 라이선스를 따르는 그래프 순회 언어인 그렘린은 다양한 그래프 시스템 벤더에서 사용 가능하다. 그렘린은 OLTP 그래프 데이터베이스와 OLAP 그래프 프로세서에서 모두 지원된다.
3. 벤더 연동
3. 1. 지원 벤더
아파치2 라이선스의 그래프 순회 언어인 그렘린은 그래프 시스템 벤더들이 사용할 수 있다. 일반적으로 두 종류의 그래프 시스템 벤더가 있는데, OLTP 그래프 데이터베이스 및 OLAP 그래프 프로세서이다. 다음 표는 그렘린을 지원하는 그래프 벤더를 요약한 것이다.
| 벤더 | 그래프 시스템 |
|---|---|
| Neo4j | 그래프 데이터베이스 |
| OrientDB | 그래프 데이터베이스 |
| DataStax Enterprise (5.0+) | 그래프 데이터베이스 |
| Hadoop (Giraph) | 그래프 프로세서 |
| Hadoop (Spark) | 그래프 프로세서 |
| InfiniteGraph | 그래프 데이터베이스 |
| JanusGraph | 그래프 데이터베이스 |
| Cosmos DB | 그래프 데이터베이스 |
| Amazon Neptune | 그래프 데이터베이스 |
| Ontotext 그래프DB | Triplestore |
| ArcadeDB | 그래프 데이터베이스 |
4. 그렘린 순회 예시
그렘린은 Gremlin-Groovy영어, Gremlin-Scala영어, Gremlin-Clojure영어, Gremlin-Java8영어 등 다양한 방언으로 사용 가능하다. 다음 예시는 https://web.archive.org/web/20180207123351/https://grouplens.org/datasets/movielens/ MovieLens 데이터셋을 기반으로 한다.[9] 이 데이터셋에는 영화를 평가하는 사용자들이 포함되어 있으며, 사용자는 각자 하나의 직업을 가지고 각 영화는 그와 연계된 하나 이상의 분류가 있다.
4. 1. MovieLens 그래프 스키마
MovieLens 데이터셋은 영화를 평가하는 사용자들이 있으며, 사용자는 각자 하나의 직업을 가지고 각 영화는 그와 연계된 하나 이상의 분류가 있다.[9] MovieLens 그래프 스키마는 다음과 같다.```cypher
user--rated[stars:0-5]-->movie
user--occupation-->occupation
movie--category-->category
4. 2. 단순 순회
그렘린-그루비 환경에서 다음의 그렘린 쿼리 및 응답 예시는 [https://web.archive.org/web/20180207123351/https://grouplens.org/datasets/movielens/ MovieLens] 데이터셋의 그래프 표현에 상대적이다.[9] 데이터셋에는 영화를 평가하는 사용자들이 포함되어 있다. 사용자는 각자 하나의 직업이 있으며 각 영화는 그와 연계된 하나 이상의 분류가 있다. MovieLens 그래프 스키마는 다음과 같다.```text
user--rated[stars:0-5]-->movie
user--occupation-->occupation
movie--category-->category
```
그래프의 각 꼭짓점의 경우 레이블을 제외시키고 개개의 레이블을 묶고 계수하면 다음과 같다.
```text
gremlin> g.V().label().groupCount()
==>[occupation:21, movie:3883, category:18, user:6040]
```
만들어진지 가장 오래된 영화의 연도는 다음과 같다.
```text
gremlin> g.V().hasLabel('movie').values('year').min()
==>1919
```
다이 하드의 평균 평점은 다음과 같다.
```text
gremlin> g.V().has('movie','name','Die Hard').inE('rated').values('stars').mean()
==>4.121848739495798
4. 3. 프로젝션 순회
Projection Traversal영어의 예시는 다음과 같다.첫 번째는 각 카테고리에 대해 해당 카테고리의 이름과 영화 수를 나타내는 표이다.
| 카테고리 | 영화 수 |
|---|---|
| Animation | 105 |
| Children's | 251 |
| Comedy | 1200 |
| Adventure | 283 |
| Fantasy | 68 |
| Romance | 471 |
| Drama | 1603 |
| Action | 503 |
| Crime | 211 |
| Thriller | 492 |
| Horror | 343 |
| Sci-Fi | 276 |
| Documentary | 127 |
| War | 143 |
| Musical | 114 |
| Mystery | 106 |
| Film-Noir | 44 |
| Western | 68 |
두 번째는 11개 이상의 평점을 받은 각 영화에 대해 영화 이름과 평균 평점을 나타내는 표이다. 평균 평점의 내림차순으로 정렬되어 있으며, 상위 10개 영화만 출력되었다.
| 영화 이름 | 평균 평점 |
|---|---|
| 산주로 | 4.608 |
| 7인의 사무라이 | 4.560 |
| 쇼생크 탈출 | 4.554 |
| 대부 | 4.524 |
| 똑바로 살아라 | 4.520 |
| 유주얼 서스펙트 | 4.517 |
| 쉰들러 리스트 | 4.510 |
| 월레스와 그로밋: 전자바지 소동 | 4.507 |
| 선셋 대로 | 4.491 |
| 레이더스 | 4.477 |
4. 4. 선언적 패턴 매칭 순회
Gremlin은 SPARQL과 유사한 선언적 그래프 패턴 매칭을 지원한다. 예를 들어, 다음 쿼리는 Gremlin의 `match()` 단계를 사용한다.[4]30대 프로그래머들이 좋아하는 80년대 액션 영화는 무엇일까? 영화 이름을 기준으로 그룹화하여 개수를 세고, 그룹 개수 맵을 값의 내림차순으로 정렬한다. 맵을 상위 10개로 제한하고 맵 항목을 출력한다.영어[4]
```groovy
gremlin> g.V().
match(
__.as('a').hasLabel('movie'),
__.as('a').out('category').has('name','Action'),
__.as('a').has('year',between(1980,1990)),
__.as('a').inE('rated').as('b'),
__.as('b').has('stars',5),
__.as('b').outV().as('c'),
__.as('c').out('occupation').has('name','programmer'),
__.as('c').has('age',between(30,40))).
select('a').groupCount().by('name').
order(local).by(valueDecr).
limit(local,10)
==>Raiders of the Lost Ark=26
==>Star Wars Episode V - The Empire Strikes Back=26
==>Terminator, The=23
==>Star Wars Episode VI - Return of the Jedi=22
==>Princess Bride, The=19
==>Aliens=18
==>Boat, The (Das Boot)=11
==>Indiana Jones and the Last Crusade=11
==>Star Trek The Wrath of Khan=10
==>Abyss, The=9
4. 5. OLAP 순회
Online analytical processing|온라인 분석 처리영어(OLAP) 순회는 그래프 데이터베이스에서 복잡한 그래프 순회를 정의하고 실행하는 데 사용된다.다음은 암묵적인 5성 그래프에서 가장 중심적인 영화를 묻는 예시다.[1]
: ''"암묵적인 5성 그래프에서 가장 중심적인 영화는 무엇입니까?"''[1]
위 질의는 그렘린 콘솔을 사용하여 실행할 수 있다. 먼저, 그래프 순회 소스를 정의한다.[1]
```groovy
gremlin> g = graph.traversal(computer(SparkGraphComputer))
==>graphtraversalsource[hadoopgraph[gryoinputformat->gryooutputformat], sparkgraphcomputer]
```
그런 다음, `repeat()` 단계를 사용하여 5성 등급을 가진 영화를 반복적으로 찾고, `groupCount()` 단계로 각 영화의 이름을 기준으로 평가 횟수를 집계한다. 마지막으로 `times(4)`를 통해 이 과정을 4번 반복하여 결과를 얻는다.[1]
```groovy
gremlin> g.V().repeat(outE('rated').has('stars', 5).inV().
groupCount('m').by('name').
inE('rated').has('stars', 5).outV()).
times(4).cap('m')
==>스타워즈 에피소드 4 - 새로운 희망 35405394353105332
==>아메리칸 뷰티 31943228282020585
==>레이더스 31224779793238499
==>스타워즈 에피소드 5 - 제국의 역습 30434677119726223
==>대부 30258518523013057
==>쇼생크 탈출 28297717387901031
==>쉰들러 리스트 27539336654199309
==>양들의 침묵 26736276376806173
==>파고 26531050311325270
==>매트릭스 26395118239203191
```
결과에서 가장 많이 평가된 영화는 스타워즈 에피소드 4 - 새로운 희망이다.[1]
5. 그렘린 그래프 순회 머신
그렘린은 가상 머신이며, 명령어 집합과 실행 엔진으로 구성된다.
5. 1. 자바 생태계와의 유사성
그렘린은 가상 머신이며, 명령어 집합과 실행 엔진으로 구성된다. 그렘린은 자바와 다음과 같은 유사성이 있다.| 자바 생태계 | 그렘린 생태계 |
|---|---|
| 아파치 Groovy 프로그래밍 언어 | Gremlin-Groovy |
| Scala 프로그래밍 언어 | Gremlin-Scala |
| Clojure 프로그래밍 언어 | Gremlin-Clojure |
| ... | ... |
| 자바 프로그래밍 언어 | Gremlin-Java8 |
| 자바 명령어 집합 | Gremlin step library |
| 자바 가상 머신 | Gremlin traversal machine |
5. 2. Gremlin steps (instruction set)
Gremlin 언어(그래프 탐색을 표현하는 플루언트 스타일)는 함수 합성 및 함수 중첩을 지원하는 모든 호스트 언어로 표현될 수 있다. 이러한 간단한 요구 사항으로 인해 Gremlin-Groovy, Gremlin-Scala, Gremlin-Clojure 등 다양한 Gremlin 방언이 존재한다."단계"는 Gremlin 그래프 탐색 머신의 기본 요소이다. 이는 머신이 궁극적으로 실행하는 매개변수화된 명령어이다. Gremlin 명령어 집합은 약 30개의 단계로 구성된다. 이 단계들은 일반적인 컴퓨팅을 제공하기에 충분하며, 일반적으로 모든 그래프 탐색 쿼리의 일반적인 모티프를 표현하는 데 필요한 것이다.
Gremlin은 언어, 명령어 집합 및 가상 머신이므로 Scala가 JVM으로 컴파일되는 방식과 유사하게 Gremlin 탐색 머신으로 컴파일되는 다른 탐색 언어를 설계하는 것이 가능하다. 예를 들어, 인기 있는 SPARQL 그래프 패턴 일치 언어는 Gremlin 머신에서 실행되도록 컴파일될 수 있다.
5. 3. Gremlin Machine (virtual machine)
그렘린 그래프 탐색 머신은 단일 머신 또는 다중 머신 컴퓨팅 클러스터에서 실행될 수 있다. 실행 독립성을 통해 그렘린은 그래프 데이터베이스 (OLTP)와 그래프 프로세서 (OLAP) 모두에서 실행될 수 있다.5. 4. SPARQL과의 관계
Gremlin은 SPARQL과 같은 다른 탐색 언어를 컴파일하여 실행할 수 있다. 즉, SPARQL 쿼리를 Gremlin 단계 시퀀스로 변환하여 Gremlin 머신에서 실행 가능하다.SPARQL 쿼리 예시:```sparql
SELECT ?a ?b ?c
WHERE {
?a a Person .
?a ex:knows ?b .
?a ex:created ?c .
?b ex:created ?c .
?b ex:age ? d .
FILTER(?d < 30)
}
```
위 SPARQL 쿼리의 Gremlin 단계 시퀀스 컴파일 결과:```java
[GraphStep([],vertex), MatchStep(AND,MatchStartStep(a), LabelStep, IsStep(eq(Person)), MatchEndStep], [MatchStartStep(a), VertexStep(OUT,[knows],vertex), MatchEndStep(b)], [MatchStartStep(a), VertexStep(OUT,[created],vertex), MatchEndStep(c)], [MatchStartStep(b), VertexStep(OUT,[created],vertex), MatchEndStep(c)], [MatchStartStep(b), PropertiesStep([age],value), MatchEndStep(d)], [MatchStartStep(d), IsStep(gt(30)), MatchEndStep), SelectStep([a, b, c])].
```
Gremlin-Java8에서 위 SPARQL 쿼리 표현:```java
g.V().match(
as("a").label().is("person"),
as("a").out("knows").as("b"),
as("a").out("created").as("c"),
as("b").out("created").as("c"),
as("b").values("age").as("d"),
as("d").is(gt(30))).
select("a","b","c")
참조
[1]
웹사이트
Apache TinkerPop - Downloads
https://tinkerpop.ap[...]
2023-10-27
[2]
서적
The Gremlin Graph Traversal Machine and Language
[3]
웹사이트
The Benefits of the Gremlin Graph Traversal Machine
http://www.datastax.[...]
2015-09-14
[4]
웹사이트
The Gremlin Graph Traversal Language
http://www.slideshar[...]
2015-08-19
[5]
웹사이트
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https://tinkerpop.ap[...]
2023-05-19
[6]
웹사이트
Gremlin:グラフを扱う言語
https://www.infoq.co[...]
InfoQ
2010-01-19
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웹인용
Gremlin 3.4.10
https://tinkerpop.ap[...]
2021-01-18
[8]
서적
The Gremlin Graph Traversal Machine and Language
[9]
웹인용
The Gremlin Graph Traversal Language
http://www.slideshar[...]
2015-08-22
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