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用Redis快速定位你所在的省市区县,精准查找地理信息不再难

(根据CSDN博主「码农阿杰」的文章《Redis GEO:用Redis快速定位你所在的省市区县,精准查找地理信息不再难》整理)

想象一下,你打开一个外卖软件,它几乎瞬间就知道你在哪个小区,推荐给你周边的美食;或者你用打车软件,刚一点开,车辆就已经在你附近等待,这些看似神奇的操作,背后都有一个关键技术:地理空间信息处理,而今天要说的,就是利用Redis这个高性能的数据库,如何让这种定位变得又快又准。

用Redis快速定位你所在的省市区县,精准查找地理信息不再难

以前,要实现查找附近的人、附近的店铺这种功能,技术实现起来挺麻烦的,开发者可能需要借助专门的地理信息系统(GIS),或者用复杂的数学公式在传统数据库里进行计算,比如计算两个经纬度点之间的距离,当用户量一大,数据一多,这种计算就会变得非常缓慢,严重影响用户体验。

这时候,Redis的GEO数据类型就派上用场了,你可以把Redis理解成一个速度极快的“大地图”,它提供了一系列简单的命令,就能轻松管理海量的地理位置数据,具体是怎么做的呢?

用Redis快速定位你所在的省市区县,精准查找地理信息不再难

我们需要把全国所有的省、市、区县甚至更精细的POI(兴趣点,比如商场、学校)的经纬度信息“装”进Redis里,这个过程很简单,就像给地图上的每个地点贴上一个唯一的标签,我们可以用命令 GEOADD china:city 116.405285 39.904989 "北京市" 把北京的经纬度和名称添加到Redis中名为 china:city 的这个“地图集合”里,同样地,我们可以把上海市、广州市等所有城市的信息都加进去。

当所有基础地理信息都存入Redis之后,神奇的查询就开始了,最常用的功能有两个:

用Redis快速定位你所在的省市区县,精准查找地理信息不再难

第一个是“附近的人”或“附近的商家”功能,你想查找距离你当前位置5公里内的所有星巴克门店,你只需要向Redis发出一个指令:GEORADIUS coffee:shops 经度 纬度 5 km WITHDIST,这里的 coffee:shops 是之前存好的所有星巴克门店的集合,后面跟上你当前的经纬度、搜索半径(5公里),Redis几乎能在毫秒级的时间内,返回给你一个列表,里面包含了所有符合条件的门店名称,甚至还能贴心地计算出每个门店离你 exact 有多少公里(WITHDIST参数的作用),这个速度远远超过了在传统数据库中一条条记录进行计算的方式。

第二个非常实用的功能是“判断你在哪个区域”,这听起来更复杂,但用Redis实现起来却很巧妙,假设我们已经把每个区县的边界范围(通常由多个经纬度点连成的多边形构成)也存入了Redis,虽然Redis GEO原生不支持多边形查询,但我们可以结合其他数据结构变通实现,一个常见的做法是“网格法”,我们把整个国家地图划分成许多个小格子(比如1公里x1公里的网格),并为每个格子标记上它属于哪个省、哪个市、哪个区县,当你传来一个经纬度点时,我们只需要计算出这个点落在哪个格子里,然后读取格子对应的区县信息,就能立刻知道你在哪里了,因为Redis读取内存中的键值对速度极快,所以这个判断过程几乎是瞬间完成的。

除了快,Redis GEO还有很高的精确度,它使用的地理计算算法是业界标准的,能够准确计算球面距离,确保给出的距离信息是可靠的。

任何技术都不是完美的,文章中也提到,使用Redis GEO时需要注意一些点,它存储的是经纬度点,对于精确的形状边界(如不规则行政区划)处理需要额外的方案(像上面提到的网格法),当数据量极其庞大时,需要对数据进行合理的分片存储,比如按省份或城市代码分成不同的Redis键,避免单个键过大影响性能。

Redis凭借其GEO功能,把复杂的地理信息查询变成了一系列简单高效的命令操作,它就像给应用程序装上了一双“千里眼”和一个“超级大脑”,让“定位你在哪”、“查找附近有什么”这些功能变得轻而易举,从而为我们带来了如此流畅便捷的数字生活体验,下次当你瞬间收到附近商家的推送时,或许可以想到,背后正是Redis这样的技术在默默发力。 整理自CSDN博主「码农阿杰」的相关技术分享)