geohash介紹

?Redis 3.2開始，Redis基于geohash和有序集合提供了地理位置相關功能。Redis Geo模塊包含了以下6個命令：
?GEOADD: 將給定的位置對象（緯度、經度、名字）添加到指定的key;
?GEOPOS: 從key??返回所有給定位置對象的位置（經度和緯度）;
?GEODIST: 返回兩個給定位置之間的距離;
?GEOHASH: 返回?個或多個位置對象的Geohash表?;
?GEORADIUS: 以給定的經緯度為中?，返回?標集合中與中?的距離不超過給定最?距離的所有位置對象;
?GEORADIUSBYMEMBER: 以給定的位置對象為中?，返回與其距離不超過給定最?距離的所有位置對象。
其中，組合使?GEOADD和GEORADIUS可實現“附近的?”中“增”和“查”的基本功能。要實現微信中“附近的?”功能，可直接使?GEORADIUSBYMEMBER命令。其中“給定的位置對象”即為??本?，搜索的對象為其他??。不過本質
上，GEORADIUSBYMEMBER = GEOPOS + GEORADIUS，即先查找??位置再通過該位置搜索附近滿?位置相互距離條件的其他??對象。
以下會從源碼?度??對GEOADD和GEORADIUS命令進?分析，剖析其算法原理

Redis geo操作中只包含了“增”和“查”的操作，并沒有專?的“刪除”命令。主要是因為Redis內部使?有序集合(zset)保存位置對象，可?zrem進?刪除。
在Redis源碼geo.c的?件注釋中，只說明了該?件為GEOADD、GEORADIUSGEORADIUSBYMEMBER的實現?件（其實在也實現了另三個命令）。從側?看出其他三個命令為輔助命令。

GEOADD

使??式
GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member …]
將給定的位置對象（緯度、經度、名字）添加到指定的key。
其中，key為集合名稱，member為該經緯度所對應的對象。在實際運?中，當所需存儲的對象數量過多時，可通過設置多
key(如?個省?個key)的?式對對象集合變相做sharding，避免單集合數量過多。
成功插?后的返回值：
(integer) N
其中N為成功插?的個數。

通過源碼分析可以看出Redis內部使?有序集合(zset)保存位置對象，有序集合中每個元素都是?個帶位置的對象，元素的score值為其經緯度對應的52位的geohash值。
double類型精度為52位；
geohash是以base32的?式編碼，52bits最?可存儲10位geohash值，對應地理區域??為0.60.6?的格?。換句話說經Redis geo轉換過的位置理論上會有約0.31.414=0.424?的誤差。（？）

簡單總結下GEOADD命令都?了啥：
1、參數提取和校驗；
2、將?參經緯度轉換為52位的geohash值（score）；
3、調?ZADD命令將member及其對應的score存?集合key中。

GEORADIUS

使??式

GEORADIUS key longitude latitude radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [ASC|DESC] [COUNT count] [STORE key] [STORedisT key]

以給定的經緯度為中?，返回?標集合中與中?的距離不超過給定最?距離的所有位置對象。
范圍單位：m | km | ft | mi --> ? | 千? | 英尺 | 英?
額外外參數：

• WITHDIST：在返回位置對象的同時，將位置對象與中?之間的距離也?并返回。距離的單位和??給定的范圍單位保持?致。
• WITHCOORD：將位置對象的經度和維度也?并返回。
• WITHHASH：以 52 位有符號整數的形式，返回位置對象經過原始 geohash 編碼的有序集合分值。這個選項主要?于底層應?
  或者調試，實際中的作?并不?。
• ASC|DESC：從近到遠返回位置對象元素 | 從遠到近返回位置對象元素。
• COUNT count：選取前N個匹配位置對象元素。（不設置則返回所有元素） - STORE key：將返回結果的地理位置信息保存到
  指定key。
• STORedisT key：將返回結果離中?點的距離保存到指定key。

由于 STORE 和 STORedisT 兩個選項的存在，GEORADIUS 和 GEORADIUSBYMEMBER 命令在技術上會被標記為寫?命令，從?只會查詢（寫?）主實例，QPS過?時容易造成主實例讀寫壓?過?。為解決這個問題，在 Redis 3.2.10 和 Redis 4.0.0 中，分別新增了 GEORADIUS_RO 和 GEORADIUSBYMEMBER_RO兩個只讀命令。
不過，在實際開發中筆者發現 在java package Redis.clients.jedis.params.geo 的 GeoRadiusParam 參數類中并不包含STORE 和 STORedisT 兩個參數選項，在調?georadius時是否真的只查詢了主實例，還是進?了只讀封裝。
成功查詢后的返回值：
不帶WITH限定，返回?個member list，如：
[“member1”,“member2”,“member3”]
帶WITH限定，member list中每個member也是?個嵌套list，如：
[
[“member1”, distance1, [longitude1, latitude1]]
[“member2”, distance2, [longitude2, latitude2]]
]

?結
拋開眾多可選參數不談，簡單總結下GEORADIUS命令是怎么利?geohash獲取?標位置對象的：
1、參數提取和校驗；
2、利?中?點和輸?半徑計算待查區域范圍。這個范圍參數包括滿?條件的最?的geohash?格等級(精度) 以及 對應的能夠覆蓋?標區域的九宮格位置；（后續會有詳細說明）
3、對九宮格進?遍歷，根據每個geohash?格的范圍框選出位置對象。進?步找出與中?點距離?于輸?半徑的對象，進?返回。
直接描述不太好理解，我們通過如下兩張圖在對算法進?簡單的演?：

令左圖的中?為搜索中?，綠?圓形區域為?標區域，所有點為待搜索的位置對象，紅?點則為滿?條件的位置對象。
在實際搜索時,?先會根據搜索半徑計算geohash?格等級（即右圖中?格??等級），并確定九宮格位置（即紅?九宮格位置信息）；再依次查找計算九宮格中的點（藍點和紅點）與中?點的距離，最終篩選出距離范圍內的點（紅點）。

如何通過geohash?格的范圍框選出元素對象？效率如何？
?先在每個geohash?格中的geohash值都是連續的，有固定范圍。所以只要找出有序集合中，處在該范圍的位置對象即可。以下是有序集合的跳表數據結構：

其擁有類似?叉查找樹的查詢效率，操作平均時間復雜性為O(log(N))。
且最底層的所有元素都以鏈表的形式按序排列。
所以在查詢時，只要找到集合中處在?標geohash?格中的第?個值，后續依次對?即可，不?多次查找。九宮格不能?起查，要?個個遍歷的原因也在于九宮格各?格對應的geohash值不具有連續性。只有連續了，查詢效率才會?，不然要多做許多距離運算。

總結

以上是生活随笔為你收集整理的【学习笔记】Redis的geohash数据结构介绍的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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