Graph database query languages cannot express algorithms like PageRank, forcing costly data wrangling, while existing solutions such as algorithm libraries, vertex-centric APIs, and recursive CTEs lack the necessary combination of expressiveness, performance, and usability. We present GraphAlg: a domain-specific language for graph algorithms that compiles to relational algebra, enabling seamless integration with query processing pipelines. Built on linear algebra foundations, GraphAlg provides intuitive matrix operations that are amenable to aggressive optimization including sparsity analysis, loop-invariant code motion, and in-place aggregation. Our implementation in AvantGraph demonstrates significant code complexity reduction compared to SQL/Python and Pregel while achieving excellent performance on LDBC Graphalytics benchmarks. GraphAlg establishes that graph databases can serve as unified platforms for both queries and analytics.


翻译:图数据库查询语言无法表达诸如PageRank等算法,导致需要耗费大量精力进行数据预处理,而现有解决方案(如算法库、顶点中心API和递归CTE)均未能兼顾表达能力、性能与易用性。本文提出GraphAlg:一种专用于图算法的领域特定语言,其可编译为关系代数,从而实现与查询处理流程的无缝集成。基于线性代数基础构建的GraphAlg提供直观的矩阵运算,适用于稀疏性分析、循环不变量外提及原位聚合等深度优化。我们在AvantGraph系统中的实现表明,相较于SQL/Python和Pregel方案,GraphAlg能显著降低代码复杂度,同时在LDBC Graphalytics基准测试中展现出卓越性能。GraphAlg证实了图数据库可作为查询与分析一体化的统一平台。

0
下载
关闭预览

相关内容

数据库( Database )或数据库管理系统( Database management systems )是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库。目前数据管理不再仅仅是存储和管理数据,而转变成用户所需要的各种数据管理的方式。
图数据库综述
专知会员服务
18+阅读 · 2025年6月2日
WWW 2024 | GraphTranslator: 将图模型对齐大语言模型
专知会员服务
27+阅读 · 2024年3月25日
北大邹磊:图数据库中的子图匹配算法
专知会员服务
21+阅读 · 2022年4月21日
基于图神经网络的推荐算法总结
机器学习与推荐算法
25+阅读 · 2021年9月30日
【Code】GraphSAGE 源码解析
AINLP
31+阅读 · 2020年6月22日
领域应用 | 到底什么时候使用图数据库?
开放知识图谱
16+阅读 · 2019年4月19日
Github热门图深度学习(GraphDL)源码与框架
新智元
21+阅读 · 2019年3月19日
图论应用 | Python进行图计算和图论理论及其应用
沈浩老师
10+阅读 · 2018年10月5日
国家自然科学基金
9+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
58+阅读 · 2021年5月3日
VIP会员
相关基金
国家自然科学基金
9+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
3+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员