如何在Redis中快速推算两地之间的距离？——Geo篇

发布日期: 2024-07-18

文章字数: 1.4k

阅读时长: 5 分钟

阅读次数:

处理地理位置数据已成为许多应用程序的核心需求。无论是推送附近的餐馆还是对全国范围内的服务点进行分析，快速而准确地处理和检索地理位置信息都至关重要。Redis，作为一种高性能的内存数据库，为我们提供了这样的解决方案。

Redis 在 3.2 推出 Geo 类型，该功能可以推算出地理位置信息，两地之间的距离。有效的经度从 -180 度到 180 度。有效的纬度从 -85.05112878 度到 85.05112878 度，如果超过此范围，redis 会直接报错。

通过本文，我们将一步步探索 Redis 如何帮助我们处理地理位置数据，不仅适合初学者，也能让有经验的开发者有所收获。

添加地理位置数据

首先，我们需要向 Redis 中添加一些中国城市的地理位置数据：

你可以通过这个网站 http://www.jsons.cn/lngcode/ 来查询一下一些城市的经纬度。

127.0.0.1:6379> geoadd china:city 116.40 39.90 beijing
(integer) 1
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 121.47 31.23 shanghai
(integer) 1
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 106.50 29.53 chongqing 114.05 22.52 shengzhen
(integer) 2
127.0.0.1:6379> geoadd china:city 120.16 30.24 hangzhou 108.96 34.26 xian
(integer) 2

这里，geoadd 命令用于向指定的 key（这里是 china:city）中添加地理空间位置信息。每条记录包括经度、纬度以及位置的名称。

你是否会好奇 geo 是通过什么类型在 Redis 中存储的？那我们不妨可以使用 type 命令来进行查看一下：

127.0.0.1:6379> type china:city
zset

我们可以看到，其实 **geo 底层实现原理就是 zset ** ，这表明 Redis 内部使用了有序集合存储地理空间信息，每个地点的名称是有序集合的成员，而其经纬度则用于计算分数，以确保成员的有序性。

查询地理空间信息

当信息存入数据库后，我们可以执行各种查询：

查询单个城市位置

127.0.0.1:6379> geopos china:city shanghai
1) 1) "121.47000163793563843"
   2) "31.22999903975783553"

geopos 命令用于获取一个或多个成员的地理位置信息（经度和纬度），这个命令返回上海的经纬度。

计算两城市间距离

单位：

m 表示单位为米，也是默认单位。
km 表示单位为千米。
mi 表示单位为英里。
ft 表示单位为英尺。

127.0.0.1:6379> geodist china:city shanghai chongqing
"1447673.6920"

geodist 命令用于计算两个位置之间的距离，默认单位是米。上面返回的是上海到重庆的距离。

查询指定范围内的城市

127.0.0.1:6379> georadius china:city 100 20 1000 km
(empty array)
127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 1000 km
1) "chongqing"
2) "xian"
3) "shengzhen"
4) "hangzhou"

查看以（110,30）为中心，半径 1000 公里的范围内，有哪些城市。

带有选项的地理位置查询

Redis 地理空间查询还支持多种选项，例如，返回搜索结果的坐标和距离，或者限制返回结果的数量：

查询并返回坐标

127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 1000 km withcoord
1) 1) "chongqing"
   2) 1) "106.49999767541885376"
      2) "29.52999957900659211"

通过添加 withcoord 选项，georadius 命令可以返回位置元素的名称和它们的地理位置信息。

查询并返回距离

127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 1000 km withdist
1) 1) "chongqing"
   2) "341.9374"
2) 1) "xian"
   2) "483.8340"
3) 1) "shengzhen"
   2) "924.6408"
4) 1) "hangzhou"
   2) "977.5143"

返回每个城市到查询中心的距离。

查询并限制结果数量

127.0.0.1:6379> georadius china:city 110 30 1000 km withdist withcoord count 2
1) 1) "chongqing"
   2) "341.9374"
   3) 1) "106.49999767541885376"
      2) "29.52999957900659211"
2) 1) "xian"
   2) "483.8340"
   3) 1) "108.96000176668167114"
      2) "34.25999964418929977"

仅返回两个最近的城市及其坐标和距离。

查询某个距离范围内的元素

127.0.0.1:6379> georadiusbymember china:city chongqing 1000000 m
1) "chongqing"
2) "xian"

georadiusbymember 命令根据指定成员的位置和给定的距离，返回范围内的位置元素。

上文中，我们已经知道 geo 的底层是通过 zset 来实现的，那么也就意味着我们也可以通过 zset 命令来操作 geo。

127.0.0.1:6379> zrange china:city 0 -1
1) "chongqing"
2) "xian"
3) "shengzhen"
4) "hangzhou"
5) "shanghai"
6) "beijing"
127.0.0.1:6379> zrem china:city xian
(integer) 1
127.0.0.1:6379> zrange china:city 0 -1
1) "chongqing"
2) "shengzhen"
3) "hangzhou"
4) "shanghai"
5) "beijing"