JENA手册-入门

APACHE JENA，一款免费的JAVA开源框架，用来做语义网(Semantic Web)和数据连接(Linked Data)的应用。Jena支持的RDF格式数据，是一套NoSQL（非关系数据库），即一套可推理的图数据库。Jena框架将这类数据的存储、添加、删除、推理，查询（Sparql）等所有的操作封装进一个框架，大大的方便了做相关应用的开发和使用。本手册主要介绍Jena框架及其操作，以便于日后查询，希望能对大家有所帮助。

语义网新手所需要的背景知识

由于Jena是一个对RDF数据进行管理的框架，因此该手册不涉及如何制作RDF数据，因此读者在看本册之前，需要具有一定的背景知识：

1. 数据方面：XML、RDF、OWL
   • RDFa 1.1 Primer – Third Edition, W3C
     https://www.w3.org/TR/rdfa-primer/
   • OWL 2 Web Ontology Language Primer (Second Edition), W3C
     https://www.w3.org/TR/2012/REC-owl2-primer-20121211/
   • XML教程, W3School
     http://www.w3school.com.cn/xml/index.asp
   • RDF教程, W3School
     http://www.w3school.com.cn/rdf/

PS. 里面主要列了两个地方的信息，W3C和W3School，经过验证他们其实并没有联系。W3School因为早期常常在这个网站查HTML的资料，他给的例子都比较浅显，所以推荐一下。

2. 本体方面：Protégé，一款开源的本体编辑器和框架, Stanford， http://protege.stanford.edu/
3. 编程方面：JAVA

• Java从入门到精通（第3版）， 我是通过这本书学的。
  http://product.dangdang.com/22862060.html
• Java教程, RUNOOB
  http://www.runoob.com/java/java-tutorial.html

如何阅读本手册

本手册主要介绍了Jena的各个模块和操作，除了本篇介绍外，将会分为以下四篇来介绍：

1. The RDF API – 核心管理模块，对RDF进行添加、删除和修改；
2. SPARQL – 查询模块，提供SPARQL语句，查询，管理RDF，类似SQL语句。
3. Inference – 推理模块，介绍如何使用推理机对RDF进行推理。
4. TDB – 存储模块，一个高效的硬盘存储方案，有别于内存存储，这个更加便于对大数据进行操作。

Jena框架的架构

Jena是一个框架，则必然有其架构，让我们从下面这个官网提供的架构图来了解Jena结构，了解其在我们应用开发中的位置，是一个非常好的开始。

从这个架构图来看，应用程序的入口可以分为两个部分：Java调用API、HTTP请求Fuseki。前者是在程序层面进行调用，后者是在服务器层面交互。 在这本手册里面，将会主要介绍如何调用Java API，这更便于我们去学习和理解如何管理整个数据库。图中，我们供看到五个API，我将他们分成三层，第一层是管理层，该层提供了RDF数据的添加、删除和查询功能，它包含了RDF API、Ontology API和SPARQL API；第二层是推理层，Inference API；第三层是存储层，Store API。

管理层: RDF, Ontology, SPARQL

该层总共包含三个APIs（接口），他们分别的功能是：

1. RDF API，在整个Jena框架中的核心模块，它包含了该层里面另外两个APIs，通过这个接口，我们可以对RDF的数据进行读写（左边凸出来的那个部分）；
2. Ontology API，是一个控制OWL格式数据的接口，该数据格式是一个非常常用的格式，Protege制作的本体就是按该格式保存的；
3. SPARQL API，是一个对RDF数据执行查询或者更新的模块，而且是比较重要的一个交互接口，大部分应用都是通过这个来调用数据，类似于MySQL的SQL。

推理层：Inference API

语义网的推理功能，可以说是该类型数据库最大的亮点，执行推理实现数据与数据之间的关系，而不用直接写明，例如“A是B的父亲，B是C的父亲，现在设置一个规则，父亲的父亲是爷爷，我们就可以推理得出A是C的爷爷”。在推理这层，我们可以使用

1. 使用Jena本身的规则引擎
2. 使用外部的推理机
3. 什么都不使用，没有规则实现推理，这个是什么还不是很清楚。

存储层：Store API

数据都需要进行存储，数据存储的几个关键评价是存储、查询效率，存储数据大小，存储容器等等。该层主要有三种可选的存储方式：

1. 内存存储，将所有的文件读进内存进行处理，该方法效率高，但是有瓶颈，对于大文件，内存不够，就没法操作；
2. 关系数据库存储，SDB存储建立在关系数据库之上的，所以也能支持SQL的存储；
3. 三元组存储，TDB存储通过建立索引的方式将数据存入到硬盘，官方说这个效率比SDB高，这种方式每次只能建立一个连接环境，不然会引起数据冲突。

作为入门篇，通过介绍了Jena的框架来对它的工作流程有一个大致的了解，每个模块的说明将在后面章节中具体介绍。对于第三方系统，Virtuoso已经在我的博客上介绍了，如果大家也有使用Sesame，欢迎提供相关教程，如果有其他补充，请多多指教。

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