Neo4j培训课程体系（选修）

产品专题

专题一：Neo4j数据库管理基础
专题二：Cypher查询语言深度开发
专题三：Neo4j数据建模与图设计模式
专题四：Neo4j集群与高可用架构
专题五：Neo4j备份恢复与性能调优
专题六：Neo4j图数据科学（GDS）算法应用

软件专题

专题七：Neo4j开发集成（Java/Python/Node.js）
专题八：Neo4j高级Cypher与查询优化
专题九：Neo4j监控与运维自动化
专题十：Neo4j安全管理与权限控制
专题十一：知识图谱与AI融合应用
专题十二：Neo4j企业级项目实战

专题一：Neo4j数据库管理基础

培训对象：

• 新入职的数据库管理员、系统运维人员

• 需要掌握Neo4j基础管理的开发人员

• 准备Neo4j Certified Professional认证的初级从业者

培训目标：
掌握Neo4j的安装配置、体系架构、日常管理操作，能够独立完成数据库的创建、节点/关系管理、基本Cypher查询，理解图数据库核心原理。

培训内容：

1. 图数据库基础：图论基本概念（节点、关系、属性）、图数据库与关系型数据库对比、与NoSQL其他类型的区别

2. Neo4j产品体系：发展历程、社区版与企业版差异、版本演进特性

3. 安装部署：Windows/Linux环境安装、Docker化部署、配置文件（neo4j.conf）核心参数

4. 体系架构：存储结构、页缓存（Page Cache）、事务日志、原生图处理优势

5. 属性图模型：节点标签、关系类型、属性定义、路径概念

6. 客户端工具：Neo4j Browser使用、Cypher Shell、Neo4j Bloom可视化

7. 基础Cypher操作：CREATE创建节点/关系、MATCH查询、RETURN返回

8. 节点与关系管理：添加/修改/删除节点、创建/删除关系、设置属性

9. 索引与约束：创建索引（单属性/复合）、唯一性约束、存在性约束

10. 数据导入导出：LOAD CSV导入、APOC导入工具、备份文件导入

11. 日志管理：debug.log配置、查询日志、慢查询日志

12. 综合实战：从零搭建Neo4j环境并完成社交关系数据建模

专题二：Cypher查询语言深度开发

培训对象：

• 软件开发工程师、数据分析人员

• 需要熟练使用Cypher进行复杂查询的开发人员

• 准备Neo4j认证的从业者

培训目标：
掌握Cypher查询语言的核心语法与高级特性，能够编写复杂模式匹配、路径查询、聚合分析，满足业务开发和数据分析需求。

培训内容：

1. Cypher设计哲学：模式匹配（Pattern Matching）核心、声明式查询、图遍历语法

2. 基础查询语法：MATCH、OPTIONAL MATCH、WHERE、RETURN、WITH管道

3. 模式匹配进阶：可变长度路径、最短路径、所有路径、路径变量

4. 创建与更新：CREATE、MERGE（创建或匹配）、SET、REMOVE、DELETE

5. 聚合函数：COUNT、SUM、AVG、MIN/MAX、COLLECT、DISTINCT

6. 排序与分页：ORDER BY、SKIP、LIMIT、WITH分页技巧

7. 条件与过滤：WHERE多条件组合、IN、CONTAINS、STARTS WITH、正则匹配

8. 列表操作：列表推导、UNWIND展开、列表函数（size/reverse/tail）

9. 映射与字典：map类型操作、节点属性映射、动态属性访问

10. 日期时间处理：datetime类型、时间函数、时间运算

11. 事务处理：Cypher事务边界、自动提交事务、批处理优化

12. 综合实战：使用Cypher完成电商推荐路径查询分析

专题三：Neo4j数据建模与图设计模式

培训对象：

• 数据架构师、解决方案设计师

• 需要设计高效图模型的开发人员

• 准备高级认证的从业者

培训目标：
掌握Neo4j图数据建模的核心原则与设计模式，能够根据业务场景设计合理的节点标签、关系类型、属性结构，避免常见建模陷阱。

培训内容：

1. 图建模方法论：围绕查询进行建模、自然映射领域概念、避免过度建模

2. 节点与标签设计：标签层次结构、多标签应用、标签索引优化

3. 关系建模：关系方向、关系属性、关系类型命名规范

4. 属性选择：节点属性vs关系属性、属性索引设计、数组属性应用

5. 反范式化策略：关系型范式在图中的调整、冗余关系权衡

6. 常见建模模式：社交网络模式、权限管理（ACL）模式、产品目录模式

7. 层次结构建模：树形结构、邻接表、物化路径模式对比

8. 时间序列建模：事件序列、时间窗口关系、历史追溯

9. 图模型重构：从ER图到属性图、迭代演进策略

10. 模型验证方法：查询性能预估、遍历深度评估

11. 建模工具：Arrows.app原型设计、Neo4j Modeling工具

12. 综合实战：为金融风控系统设计反欺诈图数据模型

专题四：Neo4j集群与高可用架构

培训对象：

• 高级数据库管理员、系统架构师

• 需要设计高可用方案的技术负责人

• 准备高级认证的从业者

培训目标：
掌握Neo4j高可用集群架构的核心原理与部署方法，能够搭建因果集群（Causal Cluster），理解复制机制、故障转移和数据一致性保障。

培训内容：

1. 集群架构演进：从高可用（HA）模式到因果集群（Causal Cluster）

2. 因果集群组件：核心服务器（Core Servers）、只读副本（Read Replicas）角色

3. Raft协议实现：领导者选举、日志复制、共识机制

4. 部署规划：核心服务器奇数原则（3/5/7）、副本节点数量规划

5. 集群配置：hazelcast网络配置、发现机制、集群连接设置

6. 读写分离：写操作发往核心服务器、读操作可发往副本

7. 事务一致性：因果一致性、书签（Bookmark）机制、会话管理

8. 故障转移：核心节点故障检测、自动选举、客户端重连

9. 跨数据中心部署：多中心集群设计、网络延迟考虑

10. 集群监控：集群状态查看、角色识别、复制延迟监控

11. 滚动升级：版本升级流程、节点逐个替换、兼容性验证

12. 综合实战：搭建三核心+两副本因果集群并验证故障转移

专题五：Neo4j备份恢复与性能调优

培训对象：

• 数据库管理员、灾备管理人员

• 需要制定备份策略的运维工程师

• 负责性能优化的技术人员

培训目标：
掌握Neo4j备份恢复的核心技术与性能调优方法，能够制定合理的备份策略，熟练使用在线备份和离线备份，并通过配置优化和查询调优提升性能。

培训内容：

1. 备份恢复基础：RPO/RTO定义、备份类型（在线/离线、全量/增量）

2. 在线备份工具：neo4j-admin backup使用、全量备份、增量备份

3. 备份策略设计：全量+增量备份周期、备份保留策略、异地备份

4. 恢复演练：数据库恢复、单实例恢复、集群环境恢复

5. 离线备份：数据库停止状态下的文件拷贝、一致性保障

6. 数据库转储：neo4j-admin dump/load、跨版本迁移

7. 性能监控工具：Neo4j Browser监控、Prometheus exporter、JMX指标

8. 内存调优：页缓存（pagecache）设置、堆内存配置、GC调优

9. 查询性能分析：PROFILE和EXPLAIN使用、查询执行计划解读

10. 索引优化：索引选择、复合索引设计、全文索引应用

11. 磁盘I/O优化：存储设备选择、日志分离、SSD配置建议

12. 综合实战：制定备份策略并优化慢查询性能

专题六：Neo4j图数据科学（GDS）算法应用

培训对象：

• 数据科学家、机器学习工程师

• 需要应用图算法进行数据分析的技术人员

• 准备Neo4j Graph Data Science认证的从业者

培训目标：
掌握Neo4j图数据科学（GDS）库的核心算法与使用流程，能够应用路径发现、社区检测、中心性计算、相似性算法解决业务问题。

培训内容：

1. GDS库概述：算法分类（路径、社区、中心性、相似性）、版本演进

2. GDS工作流程：图投影（Graph Projection）、算法执行、结果流式返回/存储

3. 路径算法：最短路径（Dijkstra/A*）、Yen‘s k最短路径、全对最短路径

4. 社区检测算法：Louvain模块度、标签传播（LPA）、连通分量（Weakly/Strongly Connected Components）

5. 中心性算法：PageRank、度中心性、接近中心性（Closeness）、介数中心性（Betweenness）

6. 相似性算法：节点相似性（Jaccard/Cosine/Pearson）、k近邻（kNN）

7. 节点嵌入算法：FastRP、Node2Vec、GraphSAGE基础

8. 内存管理：GDS图投影内存分配、大图处理策略

9. Cypher投影与原生投影：投影方式对比、子图选择技巧

10. 算法结果处理：结果流式返回、写回图、导出到数据分析工具

11. 机器学习集成：从图中提取特征、与Python ML库（scikit-learn）集成

12. 综合实战：使用GDS库进行社交网络社区发现与影响力分析

专题七：Neo4j开发集成（Java/Python/Node.js）

培训对象：

• Java/Python/Node.js开发工程师

• 需要连接Neo4j的应用开发者

• 全栈开发人员

培训目标：
掌握主流语言连接Neo4j的驱动使用方法，能够进行数据操作、事务管理、连接池配置，开发高性能图数据库应用。

培训内容：

1. Neo4j驱动概述：官方驱动特性、连接协议（Bolt）、版本兼容性

2. Java驱动开发：驱动依赖引入、Driver构建、Session管理

3. Java驱动进阶：事务管理（自动/显式）、参数化查询、结果处理

4. Spring Data Neo4j集成：实体映射（@Node/@Relationship）、Repository接口、派生查询

5. Python驱动开发：neo4j驱动安装、连接配置、会话管理

6. Python异步驱动：异步操作支持、async/await模式

7. Node.js驱动开发：neo4j-driver安装、连接池配置、事务函数

8. 对象图映射（OGM）：Neo4j-OGM原理、与Spring集成

9. 连接池调优：连接大小配置、空闲连接回收、超时设置

10. 批量操作优化：事务批处理、UNWIND批量导入

11. 响应式编程：Neo4j响应式驱动、Spring Data Reactive集成

12. 综合实战：使用Spring Boot开发REST API连接Neo4j

专题八：Neo4j高级Cypher与查询优化

培训对象：

• 资深开发人员、查询优化工程师

• 需要编写高性能Cypher查询的技术人员

• 准备认证的高级从业者

培训目标：
深入掌握Cypher高级特性和查询优化技术，能够利用执行计划分析、索引策略、查询重写等手段，将查询性能提升到极致。

培训内容：

1. 执行计划深度解析：PROFILE与EXPLAIN详细解读、运算符含义

2. 查询优化器原理：基于规则的优化（RBO）、基于成本的优化（CBO）

3. 索引选择机制：模式索引、全文索引、索引回退分析

4. 复合索引设计：多属性索引、索引顺序、索引覆盖查询

5. 参数化查询：预编译语句、查询缓存、参数化最佳实践

6. 子查询优化：CALL {}子查询、WITH管道优化、避免Eager操作

7. 列表与映射优化：列表推导效率、UNWIND批量处理技巧

8. 路径查询优化：可变长度路径限制、双向遍历、剪枝策略

9. 全文索引查询：Lucene索引配置、全文检索语法、评分排序

10. 查询超时控制：超时设置、中止长时间运行查询

11. 内存限制配置：每个查询内存限制、全局查询内存控制

12. 综合实战：优化复杂路径查询降低响应时间90%

专题九：Neo4j监控与运维自动化

培训对象：

• 数据库运维工程师、SRE

• 监控系统建设人员

• 需要构建Neo4j自动化运维平台的工程师

培训目标：
掌握Neo4j监控体系与自动化运维工具，能够使用Prometheus、Grafana、JMX等构建监控平台，实现智能运维与自动化管理。

培训内容：

1. 监控指标体系：性能指标（QPS/延迟）、资源指标（内存/CPU/磁盘）

2. Neo4j内置监控：Neo4j Browser监控页面、系统数据库（system）查询

3. JMX监控：JMX MBean指标（事务/页面缓存/集群）、jconsole/jmc使用

4. Prometheus集成：neo4j-exporter配置、指标采集、Grafana模板

5. 关键监控指标：堆内存使用、页缓存命中率、事务并发数、集群状态

6. 告警配置：阈值设置（磁盘使用率/复制延迟/节点宕机）、通知渠道

7. 日志聚合：EFK/ELK集成、日志分析、异常模式识别

8. 自动化部署：Ansible Playbook编写、Docker Compose编排

9. 备份自动化：定时备份脚本、备份状态监控、恢复演练

10. 扩缩容自动化：节点添加流程、集群再平衡

11. 健康检查脚本：定期巡检、指标采集、报告生成

12. 综合实战：使用Prometheus+Grafana搭建Neo4j监控平台

专题十：Neo4j安全管理与权限控制

培训对象：

• 安全管理员、数据库管理员

• 合规审计人员

• 需要满足安全合规要求的系统负责人

培训目标：
掌握Neo4j安全防护体系，能够进行用户认证、基于角色的权限控制（RBAC）、数据加密、审计日志配置，满足企业安全要求。

培训内容：

1. Neo4j安全架构：认证、授权、加密、审计四层防护

2. 身份验证：本地用户认证、LDAP集成、Kerberos集成

3. 基于角色的权限控制：角色创建、权限授予（GRANT/REVOKE）

4. 内置角色：admin、architect、publisher、reader、editor职责分离

5. 数据库级权限：访问控制、数据操作权限（读/写/创建/删除）

6. 子图访问控制：基于标签的权限、基于属性的访问控制（未来）

7. 网络安全加密：Bolt协议TLS配置、集群内部通信加密

8. 数据静态加密：磁盘加密方案、操作系统级加密

9. 审计日志配置：审计事件设置、日志存储、审计分析

10. 安全最佳实践：默认密码修改、禁用远程shell、最小权限原则

11. 漏洞防护：CVE跟踪、版本升级安全考量

12. 综合实战：配置Neo4j满足企业等保三级安全要求

专题十一：知识图谱与AI融合应用

培训对象：

• 人工智能工程师、机器学习工程师

• 知识图谱构建人员

• 需要将Neo4j与AI结合的技术专家

培训目标：
掌握知识图谱构建方法与Neo4j在AI领域的应用，能够实现RAG（检索增强生成）系统、图增强机器学习、知识图谱推理等前沿应用。

培训内容：

1. 知识图谱基础：RDF与属性图对比、本体设计、实体链接

2. 从非结构化数据构建知识图谱：NLP技术、实体识别、关系抽取

3. 代理式知识图谱构建：AI代理自主构建和管理知识图谱

4. 知识图谱与RAG集成：将知识图谱作为LLM的外部知识库

5. Cypher与LLM结合：自然语言转Cypher、语义查询理解

6. 图嵌入技术：TransE、DistMult、ComplEx算法原理

7. Neo4j与机器学习集成：从图中提取特征向量、与PyTorch Geometric集成

8. 图神经网络（GNN）：GCN、GraphSAGE基础、Neo4j GDS支持

9. 知识图谱推理：路径排序、归纳推理、规则挖掘

10. 实时推荐系统：基于图游走的协同过滤、个性化推荐

11. 欺诈检测应用：环路检测、异常模式识别、团伙识别

12. 综合实战：构建企业知识图谱并集成RAG系统

专题十二：Neo4j企业级项目实战

培训对象：

• 高级数据库工程师、架构师

• 需要主导Neo4j企业级项目的技术负责人

• 准备完成综合项目的学员

培训目标：
通过完整企业级项目演练，整合Neo4j全流程技能，掌握从需求分析、数据建模、开发实现到生产运维的完整项目交付能力。

培训内容：

1. 项目需求分析：业务痛点识别、图技术适用性评估、技术选型论证

2. 数据模型设计：概念模型设计、属性图模型转换、模型验证

3. 数据迁移策略：从关系型数据库迁移、ETL流程设计、数据一致性保障

4. 应用架构设计：应用分层设计、缓存策略、读写分离架构

5. 核心功能实现：CRUD操作封装、复杂查询接口、算法集成

6. 性能保障方案：查询优化、索引设计、压力测试

7. 高可用部署：集群规划、灾备方案、监控告警

8. 安全合规保障：权限控制、审计日志、数据加密

9. 项目交付文档：架构设计文档、API文档、运维手册

10. 项目案例复盘：金融反欺诈系统、社交推荐系统、供应链溯源系统

11. 生产问题排查：慢查询定位、内存溢出分析、集群故障诊断

12. 综合大作业：完成一个完整的企业级知识图谱项目

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