各位观众，欢迎来到“Redis 地理空间魔法秀”现场！今天咱们不表演魔术，但我们要用 Redis 变出“附近的人”、“POI 搜索”这些实用功能，让你的应用瞬间拥有千里眼顺风耳！
一、Redis 地理空间：坐标的秘密
Redis 3.2 版本开始，官方加入了对地理空间 (Geospatial) 的支持，这下可方便了。以前要自己实现这些功能，那叫一个头大，各种复杂的公式，各种性能瓶颈。现在有了 Redis，一切都变得简单粗暴有效！
1.1 核心命令：GEOADD, GEORADIUS, GEORADIUSBYMEMBER, GEOHASH, GEOPOS, GEODIST
这几个命令是 Redis 地理空间功能的基石，我们来逐一认识一下：
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GEOADD key longitude latitude member: 将指定的地理空间位置（经度、纬度、成员）添加到指定的 key 中。这个 key 就像一个“地理位置索引”，所有的位置信息都存放在这里。
key: Redis key，用于存储地理位置信息。longitude: 经度。latitude: 纬度。member: 成员名称，通常是 POI 的 ID 或者用户的 ID。
举个例子，我们要把几个地标添加到名为
landmarks的 key 中：GEOADD landmarks 116.397128 39.916527 "天安门" GEOADD landmarks 121.473701 31.230416 "东方明珠" GEOADD landmarks 114.059563 22.54286 "深圳平安金融中心" -
GEORADIUS key longitude latitude radius unit [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]: 以给定的经纬度为中心，查找指定半径内的所有成员。这是最核心的命令，用于实现“附近的人”和“POI 搜索”。
key: Redis key，地理位置索引。longitude: 中心点的经度。latitude: 中心点的纬度。radius: 半径。unit: 单位，可以是m(米),km(千米),mi(英里),ft(英尺)。WITHCOORD: 返回成员的经纬度。WITHDIST: 返回成员与中心点的距离。WITHHASH: 返回成员的 geohash 值。COUNT count: 限制返回的成员数量。ASC|DESC: 升序或降序排列结果（按距离）。STORE key: 将结果存储到另一个 key 中。STOREDIST key: 将距离存储到另一个 key 中。
例如，查找以天安门为中心，10 公里内的地标：
GEORADIUS landmarks 116.397128 39.916527 10 km WITHDIST WITHCOORD COUNT 5 -
GEORADIUSBYMEMBER key member radius unit [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]: 类似于
GEORADIUS，但中心点不是经纬度，而是已存在的成员。假设我们要查找距离东方明珠 5 公里内的地标：
GEORADIUSBYMEMBER landmarks "东方明珠" 5 km WITHDIST WITHCOORD COUNT 5 -
GEOHASH key member [member …]: 返回一个或多个成员的 geohash 值。Geohash 是一种将经纬度编码成字符串的方式，方便存储和搜索。
GEOHASH landmarks "天安门" "东方明珠" -
GEOPOS key member [member …]: 返回一个或多个成员的经纬度。
GEOPOS landmarks "天安门" "东方明珠" -
GEODIST key member1 member2 [unit]: 返回两个成员之间的距离。
GEODIST landmarks "天安门" "东方明珠" km
1.2 底层原理：GeoHash 和 ZSET
Redis 地理空间功能的核心在于 GeoHash 算法和 ZSET (有序集合)。
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GeoHash: 将二维的经纬度坐标转换成一维的字符串，并且字符串越长，精度越高。相邻的地理位置通常具有相似的 GeoHash 值，这使得我们可以通过 GeoHash 进行高效的范围搜索。
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ZSET: Redis 使用 ZSET 来存储地理位置信息。ZSET 的 score 是 GeoHash 值，member 是地理位置的名称。利用 ZSET 的有序性，我们可以快速地查找指定范围内的地理位置。
简单来说，Redis 内部会将经纬度转换成 GeoHash 值，然后将 GeoHash 值作为 ZSET 的 score，成员名称作为 ZSET 的 member 存储起来。当我们执行
GEORADIUS命令时，Redis 会先计算出目标范围的 GeoHash 范围，然后在 ZSET 中查找 GeoHash 值在这个范围内的成员，从而实现高效的地理位置搜索。
二、实战演练：打造“附近的人”
现在，让我们用 Redis 来实现一个简单的“附近的人”功能。
2.1 数据模型
假设我们的用户数据存储在 Redis 的 Hash 结构中，每个用户的 Hash 结构包含以下字段：
id: 用户 ID。name: 用户名。longitude: 经度。latitude: 纬度。
例如：
HMSET user:1 id 1 name "张三" longitude 116.404269 latitude 39.916559
HMSET user:2 id 2 name "李四" longitude 121.473667 latitude 31.23037
HMSET user:3 id 3 name "王五" longitude 114.059518 latitude 22.5428182.2 添加用户位置信息
我们需要将用户的经纬度信息添加到 Redis 的地理位置索引中。我们可以创建一个名为 users:location 的 key 来存储用户的位置信息。
import redis.clients.jedis.Jedis;
import redis.clients.jedis.GeoRadiusParam;
import redis.clients.jedis.GeoUnit;
import java.util.List;
import java.util.Map;
public class NearbyPeople {
private static final String GEO_KEY = "users:location";
public static void addUserLocation(Jedis jedis, String userId, double longitude, double latitude) {
jedis.geoadd(GEO_KEY, longitude, latitude, userId);
}
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379); // 替换成你的 Redis 地址
// 添加用户位置信息
addUserLocation(jedis, "1", 116.404269, 39.916559); // 张三
addUserLocation(jedis, "2", 121.473667, 31.23037); // 李四
addUserLocation(jedis, "3", 114.059518, 22.542818); // 王五
jedis.close();
}
}2.3 查找附近的人
现在，我们可以使用 GEORADIUS 命令来查找指定用户附近的人。例如，我们要查找距离张三 10 公里内的用户：
import redis.clients.jedis.GeoRadiusResponse;
import java.util.List;
public class NearbyPeople {
// ... (addUserLocation 方法省略)
public static List<GeoRadiusResponse> findNearbyUsers(Jedis jedis, double longitude, double latitude, double radius) {
GeoRadiusParam param = GeoRadiusParam.geoRadiusParam().withDist().withCoord().sortAscending();
return jedis.georadius(GEO_KEY, longitude, latitude, radius, GeoUnit.KM, param);
}
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379); // 替换成你的 Redis 地址
// 添加用户位置信息 (省略)
// 查找附近的人
List<GeoRadiusResponse> nearbyUsers = findNearbyUsers(jedis, 116.404269, 39.916559, 10); // 查找距离张三 10 公里内的用户
System.out.println("附近的用户：");
for (GeoRadiusResponse user : nearbyUsers) {
System.out.println(" - 用户ID: " + user.getMemberByString());
System.out.println(" 距离: " + user.getDistance());
System.out.println(" 经纬度: " + user.getCoordinate().getLongitude() + ", " + user.getCoordinate().getLatitude());
}
jedis.close();
}
}这段代码会输出距离张三 10 公里内的用户 ID、距离和经纬度。
三、POI 搜索：美食地图的秘密
POI (Point of Interest) 搜索是指查找特定类型的地点，例如餐厅、酒店、咖啡馆等。我们可以使用 Redis 地理空间功能来实现 POI 搜索。
3.1 数据模型
假设我们的 POI 数据存储在 Redis 的 Hash 结构中，每个 POI 的 Hash 结构包含以下字段：
id: POI ID。name: POI 名称。type: POI 类型 (例如 "餐厅", "酒店", "咖啡馆")。longitude: 经度。latitude: 纬度。
例如：
HMSET poi:1 id 1 name "海底捞" type "餐厅" longitude 116.404269 latitude 39.916559
HMSET poi:2 id 2 name "如家酒店" type "酒店" longitude 121.473667 latitude 31.23037
HMSET poi:3 id 3 name "星巴克" type "咖啡馆" longitude 114.059518 latitude 22.5428183.2 添加 POI 位置信息
我们需要将 POI 的经纬度信息添加到 Redis 的地理位置索引中。我们可以创建一个名为 pois:location 的 key 来存储 POI 的位置信息。
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class POISearch {
private static final String GEO_KEY = "pois:location";
public static void addPOI(Jedis jedis, String poiId, double longitude, double latitude) {
jedis.geoadd(GEO_KEY, longitude, latitude, poiId);
}
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379); // 替换成你的 Redis 地址
// 添加 POI 位置信息
addPOI(jedis, "1", 116.404269, 39.916559); // 海底捞
addPOI(jedis, "2", 121.473667, 31.23037); // 如家酒店
addPOI(jedis, "3", 114.059518, 22.542818); // 星巴克
jedis.close();
}
}3.3 查找附近的 POI
现在，我们可以使用 GEORADIUS 命令来查找指定位置附近的 POI。例如，我们要查找距离东方明珠 5 公里内的 POI：
import redis.clients.jedis.GeoRadiusResponse;
import java.util.List;
public class POISearch {
// ... (addPOI 方法省略)
public static List<GeoRadiusResponse> findNearbyPOIs(Jedis jedis, double longitude, double latitude, double radius) {
GeoRadiusParam param = GeoRadiusParam.geoRadiusParam().withDist().withCoord().sortAscending();
return jedis.georadius(GEO_KEY, longitude, latitude, radius, GeoUnit.KM, param);
}
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379); // 替换成你的 Redis 地址
// 添加 POI 位置信息 (省略)
// 查找附近的 POI
List<GeoRadiusResponse> nearbyPOIs = findNearbyPOIs(jedis, 121.473667, 31.23037, 5); // 查找距离东方明珠 5 公里内的 POI
System.out.println("附近的 POI：");
for (GeoRadiusResponse poi : nearbyPOIs) {
System.out.println(" - POI ID: " + poi.getMemberByString());
System.out.println(" 距离: " + poi.getDistance());
System.out.println(" 经纬度: " + poi.getCoordinate().getLongitude() + ", " + poi.getCoordinate().getLatitude());
}
jedis.close();
}
}这段代码会输出距离东方明珠 5 公里内的 POI ID、距离和经纬度。
3.4 进阶：按类型搜索 POI
如果我们需要按类型搜索 POI，例如只搜索附近的餐厅，该怎么办呢？
一种方法是为每种类型的 POI 创建一个单独的地理位置索引。例如，我们可以创建 restaurants:location、hotels:location、cafes:location 等 key。然后，我们可以根据用户指定的类型选择相应的 key 进行搜索。
另一种方法是在搜索结果中进行过滤。我们可以先使用 GEORADIUS 命令查找所有 POI，然后在代码中过滤出指定类型的 POI。
这里我们演示第二种方法：
import redis.clients.jedis.GeoRadiusResponse;
import java.util.List;
import java.util.ArrayList;
public class POISearch {
// ... (addPOI 和 findNearbyPOIs 方法省略)
public static List<GeoRadiusResponse> findNearbyPOIsByType(Jedis jedis, double longitude, double latitude, double radius, String type) {
List<GeoRadiusResponse> nearbyPOIs = findNearbyPOIs(jedis, longitude, latitude, radius);
List<GeoRadiusResponse> filteredPOIs = new ArrayList<>();
for (GeoRadiusResponse poi : nearbyPOIs) {
String poiId = poi.getMemberByString();
String poiKey = "poi:" + poiId;
String poiType = jedis.hget(poiKey, "type");
if (type.equals(poiType)) {
filteredPOIs.add(poi);
}
}
return filteredPOIs;
}
public static void main(String[] args) {
Jedis jedis = new Jedis("localhost", 6379); // 替换成你的 Redis 地址
// 添加 POI 位置信息 (省略)
// 查找附近的餐厅
List<GeoRadiusResponse> nearbyRestaurants = findNearbyPOIsByType(jedis, 121.473667, 31.23037, 5, "餐厅"); // 查找距离东方明珠 5 公里内的餐厅
System.out.println("附近的餐厅：");
for (GeoRadiusResponse restaurant : nearbyRestaurants) {
System.out.println(" - 餐厅 ID: " + restaurant.getMemberByString());
System.out.println(" 距离: " + restaurant.getDistance());
System.out.println(" 经纬度: " + restaurant.getCoordinate().getLongitude() + ", " + restaurant.getCoordinate().getLatitude());
}
jedis.close();
}
}四、性能优化：让你的搜索飞起来
虽然 Redis 地理空间功能已经很高效了，但我们仍然可以通过一些技巧来进一步优化性能。
- 合理选择半径: 半径越大，搜索范围越大，性能越低。应该根据实际需求选择合适的半径。
- 限制返回结果数量: 使用
COUNT参数限制返回的成员数量，可以减少 Redis 的计算量。 - 使用 Pipeline: 如果需要批量添加地理位置信息，可以使用 Redis 的 Pipeline 功能，减少网络开销。
- 避免过度使用 WITHCOORD 和 WITHDIST: 如果不需要经纬度和距离信息，可以省略
WITHCOORD和WITHDIST参数，减少 Redis 的计算量。 - 使用 Redis Cluster: 如果数据量很大，可以考虑使用 Redis Cluster 来分片存储地理位置信息。
五、总结：Redis 地理空间，你的位置服务好帮手
今天我们学习了 Redis 地理空间功能的基本用法和一些实战技巧。掌握了这些知识，你就可以轻松地实现“附近的人”、“POI 搜索”等功能，让你的应用更加强大。
记住，Redis 地理空间功能的核心在于 GeoHash 算法和 ZSET。理解了这些原理，你就可以更好地利用 Redis 来解决实际问题。
希望今天的“Redis 地理空间魔法秀”能给你带来一些启发。感谢大家的观看，我们下次再见！