Redis應用-Geo

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• Redis應用-Geo

移動互聯網時代LBS應用愈來愈多，交友軟件中附近的小姐姐、外賣軟件中附近的美食店鋪、打車軟件附近的車輛等等，那這種附近各類形形色色的XX是如何實現的呢，

我麼你都知道地球上的地理位置是使用二維的經緯度表示，經度範圍 (-180, 180]，緯度範圍 (-90, 90]，只要咱們肯定一個點的經緯度就能夠名曲他在地球的位置

例如打車，最直觀的操做就是實時記錄更新各個車的位置，而後去咱們要找車時，在數據庫中查找距離咱們(座標x0,y0)附近r千米的車輛,使用以下SQL便可：

select cart from position where x0-r < x < x0+r and y0-r < y < y0+r
複製代碼

可是這樣會有什麼問題呢？

• 1.查詢性能問題，若是併發高，數據量大這種查詢是要搞垮數據庫的
• 2.這個查詢的是一個矩形訪問，而不是以我爲中心r千米爲半徑的圓形訪問。
• 3.精準度的問題，咱們知道地球不是平面座標系，而是一個圓球，這種矩形計算在長距離計算時會有很大偏差

今天咱們講的是使用Redis來解決附近的問題。

Redis 地理位置

命令

Redis在3.2版本之後增長了地理位置的處理，其提供了6個地理位置相關的命令

• GEOADD 將給定的空間元素（緯度、經度、名字）添加到指定的鍵裏面
• GEOPOS 從鍵裏面返回全部給定位置元素的位置（經度和緯度）
• GEODIST 返回兩個給定位置之間的距離。
• GEORADIUS 以給定的經緯度爲中心， 返回與中心的距離不超過給定最大距離的全部位置元素。
• GEORADIUSBYMEMBER 跟GEORADIUS相似
• GEOHASH 返回一個或多個位置元素的 Geohash 表示。

使用

添加地理位置

geo add key longitude latitude member [longitude latitude member ...]
如添加杭州北京上海的地理位置
127.0.0.1:6379> geoadd city 120.20000 30.26667 hangzhou  116.41667 39.91667 beijing 121.47 31.23 shanghai
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獲取地理位置信息

geopos 指令能夠獲取集合中任意元素的經緯度座標，能夠一次獲取多個。

127.0.0.1:6379> geopos city hangzhou  beijing shanghai
1) 1) "120.15000075101852417"
   2) "30.2800007575645509"
2) 1) "116.39999896287918091"
   2) "39.90000009167092543"
3) 1) "121.47000163793563843"
   2) "31.22999903975783553"
127.0.0.1:6379> geopos city hangzhou
1) 1) "120.15000075101852417"
   2) "30.2800007575645509"
複製代碼

計算距離

距離單位能夠是 m、km、ml、ft，分別表明米、公里、英里和尺。

127.0.0.1:6379> geodist city shanghai hangzhou  km
"164.5694"
127.0.0.1:6379> geodist city beijing  hangzhou  km
"1122.7998"
複製代碼

獲取指定元素範圍的地理信息位置集合

使用GEORADIUSBYMEMBER命令便可查詢附近的位置

GEORADIUSBYMEMBER key member radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [ASC|DESC] [COUNT count]

例如查找距離杭州300km之內的城市的10個城市按距離排序

127.0.0.1:6379> GEORADIUSBYMEMBER city hangzhou 300 km WITHCOORD WITHDIST WITHHASH  ASC COUNT 10
1) 1) "hangzhou"
   2) "0.0000"
   3) (integer) 4054134257390783
   4) 1) "120.15000075101852417"
      2) "30.2800007575645509"
2) 1) "shanghai"
   2) "164.5694"
   3) (integer) 4054803462927619
   4) 1) "121.47000163793563843"
      2) "31.22999903975783553"
複製代碼

在給定如下可選項時， 命令會返回額外的信息：

• WITHDIST ： 在返回位置元素的同時， 將位置元素與中心之間的距離也一併返回。 距離的單位和用戶給定的範圍單位保持一致。
• WITHCOORD ： 將位置元素的經度和維度也一併返回。
• WITHHASH ： 以 52 位有符號整數的形式， 返回位置元素通過原始 geohash 編碼的有序集合分值。
• ASC ： 根據中心的位置， 按照從近到遠的方式返回位置元素。DESC ： 根據中心的位置， 按照從遠到近的方式返回位置元素。

獲取元素的 hash 值

可能你還注意到有一個命令GEOHASH,那他是作什麼的呢

127.0.0.1:6379> geohash city hangzhou
1) "wtmkq069cc0"
127.0.0.1:6379> geohash city beijing
1) "wx4fbxxfke0"
複製代碼

返回的實際上是元素的經緯度通過goehash計算後的base32編碼字符串。能夠經過鏈接 geohash.org/${hash}中進行直… geohash 的標準編碼值。

RedisGeo的原理

RedisGeo的存儲結構

其存儲結構主要使用的是Redis的有序結構，其score是GeoHash的52位整數值

127.0.0.1:6379> ZRANGE city 0 -1 WITHSCORES
1) "hangzhou"
2) "4054134257390783"
3) "shanghai"
4) "4054803462927619"
5) "beijing"
6) "4069885360207904"
複製代碼

Geohash原理

其原理比較容易理解，核心思想就是將球體轉換爲球面，區塊轉換爲一點

主要分爲三步

• 將三維的地球變爲二維的座標
• 在將二維的座標轉換爲一維的點塊
• 最後將一維的點塊轉換爲二進制在經過base32編碼

詳細原理解析能夠參考這邊文章GeoHash核心原理解析

其餘Geo處理

目前不少數據存儲引擎都支持Geo的處理，如MongoDB、MySql、PgSql、Elasticsearch等。感興趣的讀者能夠去研究一下。

參考文章

• Redis 命令參考
• GeoHash核心原理解析

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