摘要：高斯Redis的大規模地理位置信息存儲的解決方案。
一、背景
LBS（Location Based Service，基於位置的服務）有很是普遍的應用場景，最多見的應用就是POI（Point of Interest）的查詢，例如用戶查找附近的人，附近的餐廳，附近的外賣商家等等。LBS的實現須要數據庫存儲地理位置信息，開源Redis是一個功能強、效率高、使用方便的緩存數據庫，實現了地理位置存儲的功能，能夠用於LBS的數據存儲。html
開源Redis 3.2以上版本的Geo功能支持了地理位置信息存儲管理，可是內存限制致使沒有大規模應用。GaussDB(for Redis)（下文簡稱高斯Redis）兼容開源Redis的Geo功能，使用磁盤替代內存，突破了開源Redis的內存限制，能夠完美解決Geo的大規模應用問題。數據庫
二、開源Redis Geo介紹
Redis的Geo功能支持以下 6 個 Geo 的相關操做：緩存
- geoadd：添加某個地理位置的座標。
- geopos：獲取某個地理位置的座標。
- geodist：獲取兩個地理位置的距離。
- geohash：獲取某個地理位置的geohash值。
- georadius：根據給定地理位置座標獲取指定範圍內的地理位置集合。
- georadiusbymember：根據給定地理位置獲取指定範圍內的地理位置集合。
Redis Geo功能的空間索引採用 GeoHash 原理，配合zset集合存儲，查詢效率接近 log(N)。併發
三、爲何開源Redis Geo沒有普遍應用？
存儲地理位置信息的應用很是普遍，而開源Redis Geo功能也能夠存儲地理位置信息，而且查詢效率高，爲何沒有獲得大規模的應用呢？異步
分析存儲地理位置信息的場景，都有以下特色：分佈式
- 數據量大
大部分場景存儲地理位置信息的數據量都是TB級以上的，開源Redis的數據所有存放在內存中，節點的內存大小固定，要支持大數據量的地理位置信息存儲，必須增長節點數，這會形成成本太高、大集羣維護困難等問題。高併發
- 數據持續增加
隨着用戶的增加，地理位置信息的數據也在持續增加，要求底層存儲可以無損擴容。但開源Redis擴容須要從新劃分hash槽進行數據遷移，一定會影響業務。性能
- 高併發讀寫
開源Redis主從模式下只有主節點可寫，主節點高併發數據寫入、高併發數據讀出，寫入速度太高容易形成主從堆積，數據丟失。大數據
除此以外，還須要考慮備份恢復，數據一致性，擴容，高可用等數據庫系統能力。url
- 備份恢復
開源Redis提供RDB和AOF方式備份數據，但當數據規模大時，RDB方式恢復的數據一致性和完整性較差，AOF方式數據恢復的效率低。
- 數據一致性
開源Redis的主從採用異步複製，會出現數據不一致的狀況。
- 高可用
開源Redis若是同時掛掉一對主從節點，部分數據將不可用，容錯能力弱。
四、高斯Redis爲何合適？
高斯Redis基於華爲自研分佈式存儲系統DFV，支持PB級大規模的數據存儲。解決了開源Redis高成本、存儲數據量小、數據不一致等問題，具備秒擴容、超可用、強一致、低成本、自動備份、抗寫能力強的優點。
五、適用場景
高斯Redis Geo功能適用於數據量大、讀寫頻繁的場景。在外賣平臺、點評平臺、找房平臺中，餐館的數據、外賣騎手的數據、用戶的數據、房源的數據這些數據隨着用戶增加，數據量過億，對應的地理位置信息的數據量可到數TB級別，正是高斯Redis適用的場景。下面介紹在不一樣場景中Geo功能的應用。
5.1外賣場景：
（1）用戶下完外賣訂單後，使用geoadd命令加入騎手的位置。
（2）使用geopos命令，用戶可得到騎手的具體位置。
（3）使用georadius/ georadiusbymember命令騎手查看附近可配送的訂單。
（4）使用geodist命令用戶可得到騎手的距離。
5.2點評場景：
（1）新的店鋪加入點評平臺，使用geoadd命令，添加新店鋪的位置。
（2）使用geopos命令，用戶得到店鋪的具體位置。
（3）使用geodist命令，用戶可得到與店鋪的距離。
（4）使用georadius/ georadiusbymember，用戶可查找距離500米範圍的店鋪。
5.3找房場景：
（1）新的房源加入房源平臺中，使用geoadd命令，添加新房源的位置。
（2）使用geopos命令，用戶可得到房源的具體位置。
（3）使用geodist命令，用戶可得到與房源的距離。
（4）使用georadius/ georadiusbymember命令，用戶查找附近1km範圍內的房源。
六、總結
開源Redis的Geo功能查詢效率高，但存在存儲容量小、抗寫能力弱、可用性差等明顯缺點，致使了其Geo功能一直沒有普遍應用。高斯Redis突破了開源Redis的內存限制，以高性能磁盤存儲數據，具備秒擴容、超可用、強一致、低成本、自動備份、抗寫能力強的特色，所以高斯Redis適用於大量地理位置信息存儲的場景。
七、結束
本文做者：華爲雲高斯Redis團隊。
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本文分享自華爲雲社區《華爲雲PB級數據庫GaussDB(for Redis)揭祕第四期：高斯 Redis Geo的介紹與應用》，原文做者：高斯Redis官方博客。