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2025年03月01日

使用Redis如何实现查询附近的人?_redis快速查询

查询附近的人或者是附近的商家是一个实用且常用的功能，比如微信中“附近的人”或是美团外卖中“附近商家”等，如下图所示：

那它是如何实现的呢？我们本文就一起来看。

我们本文的面试题是，使用 Redis 如何实现查询附近的人？

典型回答

在说如何实现地理位置查询之前，首先我们需要搞清楚地理位置查询的基础知识。

我们所处的任何位置都可以用经度和纬度来标识，经度的范围 -180 到 180，纬度的范围为：-90 到 90。纬度以赤道为界，赤道以南为负数，赤道以北为正数；经度以本初子午线 (英国格林尼治天文台) 为界，东边为正数，西边为负数。这样我们所处的位置才能在地球上被标注出来，这也成为了我们能够查询出两点之间距离的基础，如下图所示：

从而让查询附近的人变得简单了，我们只需要查询出附近几个点和自己的距离，再进行排序就可以实现查询附近人的功能了，然而使用 Redis 让这一切更简单了，Redis 为我们提供了专门用来存储地理位置的类型 GEO，我们使用它以及它所内置的方法就可以轻松的实现查询附近的人了。

我们可以使用 Redis 3.2 版本中新增了 GEO 类型，以及它的 georadius 命令来实现查询附近的人，例如我们可以先添加几个人的位置信息，实现命令如下：

127.0.0.1:6379> geoadd site 116.404269 39.913164 tianan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> geoadd site 116.36 39.922461 yuetan
(integer) 1
127.0.0.1:6379> geoadd site 116.499705 39.874635 huanle
(integer) 1
127.0.0.1:6379> geoadd site 116.193275 39.996348 xiangshan
(integer) 1
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添加位置信息我们需要使用 geoadd 命令，它的语法为：geoadd key longitude latitude member [longitude latitude member ...] 其中：

  • longitude 表示经度；
  • latitude 表示纬度；
  • member 是为此经纬度起的名字。

此命令支持一次添加一个或多个位置信息。

我们在查询某个人（某个经纬度）附近的人，实现命令如下:

127.0.0.1:6379> georadius site 116.405419 39.913164 5 km
1) "tianan"
2) "yuetan"
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从上述结果中可以看出在经纬度为 116.405419,39.913164 的附近五公里范围内有两个人“tianan”和“月坛”，于是查询附近人的功能就算实现完成了。

georadius 命令的相关语法为： georadius key longitude latitude radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC]

georadius 命令可以使用以下其中一个单位：

  • m 表示单位为米；
  • km 表示单位为千米；
  • mi 表示单位为英里；
  • ft 表示单位为英尺；

georadius 命令包含的可选参数如下。

① WITHCOORD

说明：返回满足条件位置的经纬度信息。 示例代码：

127.0.0.1:6379> georadius site 116.405419 39.913164 5 km withcoord
1) 1) "tianan"
   2) 1) "116.40426903963088989"
      2) "39.91316289865137179"
2) 1) "yuetan"
   2) 1) "116.36000186204910278"
      2) "39.92246025586381819"
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② WITHDIST

说明：返回满足条件位置与查询位置的直线距离。 示例代码：

127.0.0.1:6379> georadius site 116.405419 39.913164 5 km withdist
1) 1) "tianan"
   2) "0.0981"
2) 1) "yuetan"
   2) "4.0100"
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③ WITHHASH

说明：返回满足条件位置的哈希信息。 示例代码：

127.0.0.1:6379> georadius site 116.405419 39.913164 5 km withhash
1) 1) "tianan"
   2) (integer) 4069885552230465
2) 1) "yuetan"
   2) (integer) 4069879797297521
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④ COUNT count

说明：指定返回满足条件位置的个数。 例如，指定返回一条满足条件的信息，代码如下：

127.0.0.1:6379> georadius site 116.405419 39.913164 5 km count 1
1) "tianan"
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⑤ ASC|DESC

说明：从近到远|从远到近排序返回。 示例代码：

127.0.0.1:6379> georadius site 116.405419 39.913164 5 km desc
1) "yuetan"
2) "tianan"
127.0.0.1:6379> georadius site 116.405419 39.913164 5 km asc
1) "tianan"
2) "yuetan"
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当然以上这些可选参数也可以一起使用，例如以下代码：

127.0.0.1:6379> georadius site 116.405419 39.913164 5 km withdist desc
1) 1) "yuetan"
   2) "4.0100"
2) 1) "tianan"
   2) "0.0981"
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考点分析

查询附近的人看似是一个复杂的问题，但深入研究之后发现借助 Redis 还是很好实现的，但别高兴的太早这只是入门题，和此知识点相关的面试题还有以下这些：

  • 如何查询位置的经纬度信息？
  • 如何在代码中实现查询附近的人？
  • GEO 类型的底层是如何实现的？

知识扩展

1.经纬度获取

我们可以借助在线的坐标查询系统来获取经纬度的值，例如百度的坐标系统。

百度坐标系统的访问地址是：
http://api.map.baidu.com/lbsapi/getpoint/index.html 它的缩略图如下：

我们可以在搜索栏输入位置信息，然后使用鼠标点击该区域就会出现经纬度信息，如下图所示：

2.用代码实现查询附近的人

本文我们将使用 Java 语言来实现一下“查询附近的人”，我们借助 Jedis 包来操作 Redis，实现在 pom.xml 添加 Jedis 框架的引用，配置如下：



    redis.clients
    jedis
    3.3.0

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具体的 Java 实现代码如下：

import redis.clients.jedis.GeoCoordinate;
import redis.clients.jedis.GeoRadiusResponse;
import redis.clients.jedis.GeoUnit;
import redis.clients.jedis.Jedis;

import java.util.HashMap;
import java.util.List;
import java.util.Map;

public class GeoHashExample {
    public static void main(String[] args) {
        Jedis jedis = new Jedis("127.0.0.1", 6379);
        Map map = new HashMap<>();
        // 添加小明的位置
        map.put("xiaoming", new GeoCoordinate(116.404269, 39.913164));
        // 添加小红的位置
        map.put("xiaohong", new GeoCoordinate(116.36, 39.922461));
        // 添加小美的位置
        map.put("xiaomei", new GeoCoordinate(116.499705, 39.874635));
        // 添加小二
        map.put("xiaoer", new GeoCoordinate(116.193275, 39.996348));
        jedis.geoadd("person", map);
        // 查询小明和小红的直线距离
        System.out.println("小明和小红相距：" + jedis.geodist("person", "xiaoming",
                "xiaohong", GeoUnit.KM) + " KM");
        // 查询小明附近 5 公里的人
        List res = jedis.georadiusByMemberReadonly("person", "xiaoming",
                5, GeoUnit.KM);
        for (int i = 1; i < res.size(); i++) {
            System.out.println("小明附近的人：" + res.get(i).getMemberByString());
        }
    }
}
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以上程序执行的结果如下：

小明和小红相距：3.9153 KM 小明附近的人：xiaohong

至此使用代码实现查询附近的人的功能已经实现了。

3.GEO 类型底层实现

GEO 类型相关的命令不多，主要包含了：

  • geoadd：添加地理位置；
  • geopos：查询位置信息；
  • geodist：距离统计；
  • georadius：查询某位置内的其他成员信息；
  • geohash：查询位置的哈希值。

我们很神奇的发现竟然没有删除命令，于是打开 GEO 的源码才发现 GEO 类型的底层其实是借助 ZSet（有序集合）实现的，因此我们可以使用 zrem 命令来删除地理位置信息，GEO 实现的主要源码为：

void geoaddCommand(client *c) {
    // 参数校验
    if ((c->argc - 2) % 3 != 0) {
        /* Need an odd number of arguments if we got this far... */
        addReplyError(c, "syntax error. Try GEOADD key [x1] [y1] [name1] "
                         "[x2] [y2] [name2] ... ");
        return;
    }
    // 参数提取 Redis
    int elements = (c->argc - 2) / 3;
    int argc = 2+elements*2; /* ZADD key score ele ... */
    robj **argv = zcalloc(argc*sizeof(robj*));
    argv[0] = createRawStringObject("zadd",4);
    argv[1] = c->argv[1]; /* key */
    incrRefCount(argv[1]);
    // 参数遍历+转换
    int i;
    for (i = 0; i < elements; i++) {
        double xy[2];
        // 提取经纬度
        if (extractLongLatOrReply(c, (c->argv+2)+(i*3),xy) == C_ERR) {
            for (i = 0; i < argc; i++)
                if (argv[i]) decrRefCount(argv[i]);
            zfree(argv);
            return;
        }
        // 将经纬度转换为 52 位的 geohash 作为分值 & 提取对象名称
        GeoHashBits hash;
        geohashEncodeWGS84(xy[0], xy[1], GEO_STEP_MAX, &hash);
        GeoHashFix52Bits bits = geohashAlign52Bits(hash);
        robj *score = createObject(OBJ_STRING, sdsfromlonglong(bits));
        robj *val = c->argv[2 + i * 3 + 2];
        // 设置有序集合的对象元素名称和分值
        argv[2+i*2] = score;
        argv[3+i*2] = val;
        incrRefCount(val);
    }
    replaceClientCommandVector(c,argc,argv);
    // 调用 zadd 命令，存储转化好的对象
    zaddCommand(c);
}
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通过上述的源码我们可以看出 Redis 内部使用 ZSet 来保存位置对象的，它使用 ZSet 的 Score 来存储经纬度对应的 52 位的 GEOHASH 值的。

总结

本文我们讲了使用 Redis 实现查询附近的人的实现方案，既使用 Redis 3.2 新增的 GEO 类型的 georadius 命令来实现，还是用 Java 代码演示了查询附近的人，并讲了 GEO 其他的几个命令的使用，以及经纬度的获取方法和 GEO 底层的实现。

标签：百度拾取坐标 

作者:wanpu88 , 分类:插件库 , 浏览:24 , 评论:0

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