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用 rustworkx 取代 NetworkX：Python 圖運算的 Rust 加速

用 rustworkx 取代 NetworkX：Python 圖運算的 Rust 加速

當 NetworkX 成為效能瓶頸時，用 rustworkx（Rust 實作、Python API）提速 10-100 倍。本文更新為「現行 repo 實作」：預設使用 rustworkx，缺少依賴時 fallback 到 NetworkX。

為什麼要換 NetworkX

情境 NetworkX 需求
小型圖 (<1000 nodes) ✅ 足夠 不需換
大型圖 (>10K nodes) 🐢 慢 考慮換
即時查詢 (<10ms) ❌ 難達成 需要換
批量圖遍歷 🐢 瓶頸 建議換

我們的 GraphRAG 系統需要在每次查詢時做 2-hop 遍歷，NetworkX 約需 50ms；改用 rustworkx 後可顯著降低延遲。

技術選型

為什麼改用 rustworkx（現行）

方案 優點 缺點
rustworkx 安裝最簡單（pip/uv）、Rust 速度、API 直接給 Python 用 不是全功能圖資料庫
Petgraph + PyO3 可完全客製化、理論上可更極致 需要維護 Rust binding 與發佈流程
graph-tool 很快 安裝與環境相依性高
igraph 成熟、Leiden 生態常見 API/資料結構不一定貼合需求

本 repo 的取捨是：優先把「查詢熱路徑」變快、同時保持安裝與開發體驗，因此以 rustworkx 作為預設 Rust 加速後端，並保留 NetworkX 當 fallback。

專案結構（現行）

py-kb/
└── src/career_kb/graph/
    └── knowledge_graph.py         # rustworkx / NetworkX backend wrapper

後端選擇邏輯在：

Step 1：安裝與依賴（現行）

py-kb 的依賴已包含 rustworkx，因此一般只要：

cd py-kb
uv sync

依賴來源可見：

Step 2：Python 橋接層（現行）

目前的橋接層會先嘗試 import rustworkx，失敗才 fallback 到 NetworkX：

try:
    import rustworkx as rx
    USE_RUSTWORKX = True
except ImportError:
    USE_RUSTWORKX = False

import networkx as nx

程式實作在：

Step 3：驗證你現在用的後端

CLI 會顯示目前 graph backend：

cd py-kb
uv run career-kb graph show

命令入口：

何時還需要 Petgraph + PyO3

如果你需要更深度客製化資料結構、或想把更多圖運算搬到 Rust（不只 traversal），才會考慮自製 Rust binding（Petgraph + PyO3 / maturin）。但以目前 repo 目標來說，rustworkx 已能提供足夠的效能提升與更好的維護成本。

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