Geospatial Indexes 是 Redis 提供的一種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，用于存儲和查詢地理位置信息。它可以將地理位置的經(jīng)度和緯度編碼為二維平面上的點，并支持根據(jù)距離或矩形區(qū)域查詢附近的地理位置點，這使得它在很多場景下被廣泛應(yīng)用，比如 LBS（Location Based Service）、智能推薦、出行規(guī)劃等。

Redis 中 Geospatial Indexes 是通過有序集合實現(xiàn)的，其內(nèi)部使用 zset 數(shù)據(jù)類型來存儲地理位置點的經(jīng)緯度和成員信息。其中，經(jīng)緯度以浮點數(shù)表示，成員信息則可以是用戶 ID、商鋪名稱等。

在使用 Geospatial Indexes 時，我們需要注意以下幾個方面：

• 地理位置點的經(jīng)緯度采用 WGS-84 坐標(biāo)系表示；
• 距離單位默認(rèn)為米，可以通過參數(shù)設(shè)置為其他單位；
• 矩形區(qū)域查詢默認(rèn)采用左閉右開的方式，即包括左邊界，不包括右邊界。

Geospatial Indexes 的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

Geospatial Indexes 在 Redis 中是通過 zset 實現(xiàn)的，其中地理位置點的經(jīng)緯度被編碼為 zset 中每個 member 的分?jǐn)?shù)。具體來說，Redis 在將經(jīng)緯度編碼為分?jǐn)?shù)時，使用了 zset 的有序性質(zhì)，將其轉(zhuǎn)化為一個唯一的、不可重復(fù)的浮點數(shù)。

例如，如果我們要存儲以下三個地理位置點：

39.9042° N, 116.4074° E
上海 31.2304° N, 121.4737° E
廣州 23.1291° N, 113.2644° E

則可以將經(jīng)緯度編碼為分?jǐn)?shù)，存入 zset 中，如下圖所示：

ZADD city_geo_location 116.4074 39.9042 "北京"
ZADD city_geo_location 121.4737 31.2304 "上海"
ZADD city_geo_location 113.2644 23.1291 "廣州"

此時，zset 中的每個 member 都代表了一個地理位置點，其分?jǐn)?shù)則代表了該點的唯一標(biāo)識，在進(jìn)行距離或矩形區(qū)域查詢時將會用到。

常用命令

Redis 中的 Geospatial Indexes 提供了一組命令來管理和查詢地理位置數(shù)據(jù)，包括以下命令：

1.GEOADD：向有序集合中添加一個或多個地理位置元素。

語法：GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member ...]

參數(shù)：

• key：必需，要添加元素的有序集合的鍵名。
• longitude：必需，要添加元素的經(jīng)度值，范圍為 -180 到 180 度。
• latitude：必需，要添加元素的緯度值，范圍為 -90 到 90 度。
• member：必需，要添加元素的成員名，必須為字符串類型。

示例：GEOADD restaurants 139.7329 35.6634 "Sushi Dai" 139.7712 35.7100 "Afuri Ramen" 139.7198 35.7101 "Komoro Soba"

2.GEOPOS：獲取指定成員在有序集合中的經(jīng)緯度坐標(biāo)。

語法：GEOPOS key member [member ...]

參數(shù)：

• key：必需，要獲取經(jīng)緯度坐標(biāo)的有序集合的鍵名。
• member：必需，要獲取經(jīng)緯度坐標(biāo)的元素的成員名，可以指定多個成員名。

返回值：一個二維數(shù)組，每個子數(shù)組表示一個成員的經(jīng)緯度坐標(biāo)，每個子數(shù)組包含兩個元素，分別表示經(jīng)度和緯度。

示例：GEOPOS restaurants "Sushi Dai" "Komoro Soba"，返回值為 [["139.7329","35.6634"],["139.7198","35.7101"]]

3.GEODIST：獲取有序集合中兩個成員之間的距離。

語法：GEODIST key member1 member2 [unit]

參數(shù)：

• key：必需，要計算距離的有序集合的鍵名。
• member1：必需，第一個成員的名字。
• member2：必需，第二個成員的名字。
• unit：可選，默認(rèn)為米，表示要返回的距離單位，可以是以下四種單位之一："m"（米）、"km"（千米）、"mi"（英里）、"ft"（英尺）。

返回值：兩個成員之間的距離值，以指定的單位表示。

示例：GEODIST restaurants "Sushi Dai" "Komoro Soba" km，返回值為 "2.0499"

4.GEORADIUS：按照給定的經(jīng)緯度坐標(biāo)和半徑范圍查找有序集合中符合條件的元素。

語法：GEORADIUS key longitude latitude radius m|km|mi|ft [WITHCOORD] [WITHDIST] [ASC|DESC] [COUNT count]

參數(shù)：

• key：必需，要查詢的有序集合的鍵名。
• longitude：必需，中心點的經(jīng)度值，范圍為 -180 到 180 度。
• latitude：必需，中心點的緯度值，范圍為 -90 到 90 度。
• radius：必需，半徑范圍，可以是以下格式之一：m（米）、km（千米）、mi（英里）或 ft（英尺）。
• m|km|mi|ft：必需，半徑范圍的單位，可以是以下四種單位之一："m"（米）、"km"（千米）、"mi"（英里）、"ft"（英尺）。
• WITHCOORD：可選，指示返回結(jié)果是否包含元素的經(jīng)緯度坐標(biāo)。如果指定了該參數(shù)，則結(jié)果將包含經(jīng)緯度坐標(biāo)，否則不包含經(jīng)緯度坐標(biāo)。
• WITHDIST：可選，指示返回結(jié)果是否包含元素與中心點之間的距離值。如果指定了該參數(shù)，則結(jié)果將包含距離值，否則不包含距離值。
• ASC|DESC：可選，指示返回結(jié)果是否按照距離值（從小到大）排序。如果指定了該參數(shù)，則結(jié)果將按距離值排序，否則默認(rèn)按有序集合中的順序返回結(jié)果。
• COUNT count：可選，指示返回結(jié)果的數(shù)量限制。如果指定了該參數(shù)，則結(jié)果將最多包含 count 個元素，否則返回所有符合條件的元素。

返回值：若干個符合條件的元素（根據(jù)查詢參數(shù)而定），每個元素由成員名、經(jīng)度坐標(biāo)和緯度坐標(biāo)組成。如果指定了 WITHDIST 參數(shù)，則每個元素還包含距離值。如果指定了 WITHCOORD 參數(shù)，則每個元素還包含經(jīng)緯度坐標(biāo)。

示例：GEORADIUS restaurants 139.7329 35.6634 5 km WITHCOORD WITHDIST，表示查找以經(jīng)緯度 (139.7329, 35.6634) 為中心，半徑為 5 公里范圍內(nèi)的所有元素，并返回它們與中心點之間的距離值和經(jīng)緯度坐標(biāo)。

5.GEORADIUSBYMEMBER：按照給定的成員名和半徑范圍查找有序集合中符合條件的元素。

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

參數(shù)：

• key：必需，要查詢的有序集合的鍵名。
• member：必需，中心點的成員名。
• radius：必需，半徑范圍，可以是以下格式之一：m（米）、km（千米）、mi（英里）或 ft（英尺）。
• m|km|mi|ft：必需，半徑范圍的單位，可以是以下四種單位之一："m"（米）、"km"（千米）、"mi"（英里）、"ft"（英尺）。
• WITHCOORD：可選，指示返回結(jié)果是否包含元素的經(jīng)緯度坐標(biāo)。如果指定了該參數(shù)，則結(jié)果將包含經(jīng)緯度坐標(biāo)，否則不包含經(jīng)緯度坐標(biāo)。
• WITHDIST：可選，指示返回結(jié)果是否包含元素與中心點之間的距離值。如果指定了該參數(shù)，則結(jié)果將包含距離值，否則不包含距離值。
• ASC|DESC：可選，指示返回結(jié)果是否按照距離值（從小到大）排序。如果指定了該參數(shù)，則結(jié)果將按距離值排序，否則默認(rèn)按有序集合中的順序返回結(jié)果。
• COUNT count：可選，指示返回結(jié)果的數(shù)量限制。如果指定了該參數(shù)，則結(jié)果將最多包含 count 個元素，否則返回所有符合條件的元素。

返回值：若干個符合條件的元素（根據(jù)查詢參數(shù)而定），每個元素由成員名、經(jīng)度坐標(biāo)和緯度坐標(biāo)組成。如果指定了 WITHDIST 參數(shù)，則每個元素還包含距離值。如果指定了 WITHCOORD 參數(shù)，則每個元素還包含經(jīng)緯度坐標(biāo)。

示例：GEORADIUSBYMEMBER restaurants "Sushi Dai" 5 km WITHCOORD WITHDIST，表示查找以成員名 "Sushi Dai" 對應(yīng)的經(jīng)緯度為中心，半徑為 5 公里范圍內(nèi)的所有元素，并返回它們與中心點之間的距離值和經(jīng)緯度坐標(biāo)。

6.GEOHASH：獲取指定成員在有序集合中的 Geohash 值。

語法：GEOHASH key member [member ...]

參數(shù)：

• key：必需，要獲取 Geohash 值的有序集合的鍵名。
• member：必需，要獲取 Geohash 值的元素的成員名，可以指定多個成員名。

返回值：一個數(shù)組，每個元素表示一個成員的 Geohash 值。

示例：GEOHASH restaurants "Sushi Dai" "Komoro Soba"，返回值為 ["xn7743","xn773w"]

7.GEOINTERSECTS：檢查指定的兩個成員之間是否存在任何交集。

語法：GEOINTERSECTS key member1 member2

參數(shù)：

• key：必需，要檢查交集的有序集合的鍵名。
• member1：必需，第一個成員的名字。
• member2：必需，第二個成員的名字。

返回值：一個整數(shù)值，如果兩個成員之間存在交集，則返回 1，否則返回 0。

示例：GEOINTERSECTS restaurants "Sushi Dai" "Komoro Soba"，如果 "Sushi Dai" 和 "Komoro Soba" 代表的位置之間存在任何交集，則返回 1，否則返回 0。

實用場景示例

1. 找出某一經(jīng)緯度周圍的餐館

import redis.clients.jedis.GeoRadiusResponse;
import redis.clients.jedis.GeoUnit;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.util.List;
public class RestaurantFinder {
    private final static String HOST = "localhost";
    private final static int PORT = 6379;
    private final static int TIMEOUT = 5000;
    private final static String PASSWORD = "";
    private static final String KEY_RESTAURANT_LOCATION = "restaurant_location";
    private static Jedis jedis = null;
    static {
        try {
            jedis = new Jedis(HOST, PORT, TIMEOUT);
            if (!PASSWORD.isEmpty()) {
                jedis.auth(PASSWORD);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 添加餐館的經(jīng)緯度信息
     *
     * @param longitude 經(jīng)度
     * @param latitude  緯度
     * @param name      餐館名稱
     * @return
     */
    public Long addRestaurant(double longitude, double latitude, String name) {
        return jedis.geoadd(KEY_RESTAURANT_LOCATION, longitude, latitude, name);
    }
    /**
     * 根據(jù)給定的坐標(biāo)和半徑查找周圍的餐館
     *
     * @param longitude 經(jīng)度
     * @param latitude  緯度
     * @param radius    半徑，單位為米
     * @return
     */
    public List<GeoRadiusResponse> findNearbyRestaurants(double longitude, double latitude, double radius) {
        return jedis.georadius(KEY_RESTAURANT_LOCATION, longitude, latitude, radius, GeoUnit.M);
    }
    /**
     * 測試
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        RestaurantFinder finder = new RestaurantFinder();
        finder.addRestaurant(121.451087, 31.228591, "麥當(dāng)勞");
        finder.addRestaurant(121.454987, 31.227568, "星巴克");
        finder.addRestaurant(121.455831, 31.225719, "肯德基");
        List<GeoRadiusResponse> restaurants = finder.findNearbyRestaurants(121.453289, 31.228032, 500);
        for (GeoRadiusResponse restaurant : restaurants) {
            System.out.println(restaurant.getMemberByString() + " " + restaurant.getDistance());
        }
    }
}

2. 按照距離排序查詢景點

import redis.clients.jedis.GeoRadiusParam;
import redis.clients.jedis.GeoRadiusResponse;
import redis.clients.jedis.GeoUnit;
import redis.clients.jedis.Jedis;
import java.util.List;
public class ScenicSpotFinder {
    private final static String HOST = "localhost";
    private final static int PORT = 6379;
    private final static int TIMEOUT = 5000;
    private final static String PASSWORD = "";
    private static final String KEY_SPOT_LOCATION = "spot_location";
    private static Jedis jedis = null;
    static {
        try {
            jedis = new Jedis(HOST, PORT, TIMEOUT);
            if (!PASSWORD.isEmpty()) {
                jedis.auth(PASSWORD);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 添加景點的經(jīng)緯度信息
     *
     * @param longitude 經(jīng)度
     * @param latitude  緯度
     * @param name      景點名稱
     * @return
     */
    public Long addScenicSpot(double longitude, double latitude, String name) {
        return jedis.geoadd(KEY_SPOT_LOCATION, longitude, latitude, name);
    }
    /**
     * 根據(jù)給定的坐標(biāo)和半徑查找周圍的景點，并按照距離排序
     *
     * @param longitude 經(jīng)度
     * @param latitude  緯度
     * @param radius    半徑，單位為米
     * @return
     */
    public List<GeoRadiusResponse> findNearbyScenicSpots(double longitude, double latitude, double radius) {
        GeoRadiusParam geoRadiusParam = GeoRadiusParam.geoRadiusParam().sortAscending();
        return jedis.georadius(KEY_SPOT_LOCATION, longitude, latitude, radius, GeoUnit.M, geoRadiusParam);
    }
    /**
     * 測試
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        ScenicSpotFinder finder = new ScenicSpotFinder();
        finder.addScenicSpot(121.451087, 31.228591, "東方明珠");
        finder.addScenicSpot(121.454987, 31.227568, "外灘");
        finder.addScenicSpot(121.455831, 31.225719, "人民廣場");
        List<GeoRadiusResponse> spots = finder.findNearbyScenicSpots(121.453289, 31.228032, 500);
        for (GeoRadiusResponse spot : spots) {
            System.out.println(spot.getMemberByString() + " " + spot.getDistance());
        }
    }
}

3. 根據(jù)經(jīng)緯度計算兩點距離

import redis.clients.jedis.GeoUnit;
import redis.clients.jedis.Jedis;
public class DistanceCalculator {
    private final static String HOST = "localhost";
    private final static int PORT = 6379;
    private final static int TIMEOUT = 5000;
    private final static String PASSWORD = "";
    private static Jedis jedis = null;
    static {
        try {
            jedis = new Jedis(HOST, PORT, TIMEOUT);
            if (!PASSWORD.isEmpty()) {
                jedis.auth(PASSWORD);
            }
        } catch (Exception e) {
            e.printStackTrace();
        }
    }
    /**
     * 計算兩個經(jīng)緯度之間的距離
     *
     * @param longitude1 經(jīng)度1
     * @param latitude1  緯度1
     * @param longitude2 經(jīng)度2
     * @param latitude2  緯度2
     * @return
     */
    public Double calculateDistance(double longitude1, double latitude1, double longitude2, double latitude2) {
        return jedis.geodist("distance", longitude1, latitude1, longitude2, latitude2, GeoUnit.M);
    }
    /**
     * 測試
     *
     * @param args
     */
    public static void main(String[] args) {
        DistanceCalculator calculator = new DistanceCalculator();
        double distance = calculator.calculateDistance(121.453289, 31.228032, 121.451087, 31.228591);
        System.out.println(distance);
    }
}

在實際開發(fā)中，需要注意以下幾點：

• 每個位置都需要一個唯一的標(biāo)識符。
• 經(jīng)度和緯度的值需要使用正確的格式。
• 半徑的單位為米。
• Redis 地理位置功能支持多種查詢方式，例如矩形查詢、關(guān)鍵字查詢等，需要根據(jù)實際需求進(jìn)行選擇。

以上就是詳解Redis中地理位置功能Geospatial的應(yīng)用的詳細(xì)內(nèi)容，更多關(guān)于Redis Geospatial的資料請關(guān)注腳本之家其它相關(guān)文章！