Redis中的GEO详解

目录

• Redis GEO
• ​一、核心原理：基于 Geohash 和 ZSET​
• ​Geohash 算法​
• ​二、常用命令详解​
• ​1. GEOADD：添加/更新地理位置​
• ​2. GEODIST：计算两个位置的距离​
• ​3. GEORADIUS：查询指定中心点附近的成员​
• ​4. GEORADIUSBYMEMBER：以成员为中心查询附近​
• ​5. GEOHASH：获取成员的 Geohash 编码​
• ​6. GEORADIUSBYMEMBER_RO / GEORADIUS_RO：只读查询（Redis 3.2.10+）​​
• ​三、关键注意事项​
• ​四、典型应用场景​
• ​五、总结​

Redis GEO

Redis GEO 主要用于存储地理位置信息，并对存储的信息进行操作，该功能在 Redis 3.2 版本新增。

Redis GEO 操作方法有：

• geoadd：添加地理位置的坐标。
• geopos：获取地理位置的坐标。
• geodist：计算两个位置之间的距离。
• georadius：根据用户给定的经纬度坐标来获取指定范围内的地理位置集合。
• georadiusbymember：根据储存在位置集合里面的某个地点获取指定范围内的地理位置集合。
• geohash：返回一个或多个位置对象的 geohash 值。

Redis 的 GEO（Geographic）模块是用于处理地理位置信息的工具集，主要支持存储地理位置数据、计算位置间距离、查询指定范围内的位置等功能。其底层基于有序集合（ZSET）实现，利用了 ZSET 的排序特性来管理地理位置的排序和查询。以下从核心原理、常用命令、应用场景及注意事项等方面详细说明：

​一、核心原理：基于 Geohash 和 ZSET​

Redis GEO 的底层数据结构是 ​ZSET（有序集合）​，每个地理位置的成员（member）在 ZSET 中存储为：

• ​键（key）​​：GEO 数据的键名（如 stores）。
• ​分数（score）​​：成员的 Geohash 编码值（一个 52 位的浮点数，由经纬度转换而来）。
• ​成员（member）​​：位置的标识（如店铺名 shop1）。

​Geohash 算法php​

Geohash 是一种将二维经纬度（latitude, longitude）编码为一维字符串的算法。其核心思想是通过二分法将经纬度分别划分为网格，最终生成一个由数字和字母组成的短字符串（长度越短，精度越低，覆盖范围越大）。例如：

• 北京天安门的经纬度约为 (116.405285, 39.904989)，对应的 Geohash 是 wx4g0s8q3jf9。
• 相邻位置的 Geohash 字符串前缀相同，因此可通过比较前缀快速判断位置的远近。

Redis 利用 Geohash 的这一特性，将地理位置存储为 ZSET 的分数（score），从而借助 ZSET 的有序性实现高效的距离计算和范围查询。

​二、常用命令详解​

Redis GEO 提供了一系列命令，用于位置管理、距离计算和范围查询。以下是最核心的命令：

​1. GEOADD：添加/更新地理位置​

​语法​：

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

• key：GEO 数据的键名。
• longitude：经度（范围：-180° ~ 180°，​注意顺序：经度在前，纬度在后）。
• latitude：纬度（范围：-90° ~ 90°）。
• member：位置的唯一标识（如店铺名、用户 ID）。

​功能​：向 key 中添加一个或多个地理位置（若成员已存在，则更新其经纬度）。

​示例​：

# 添加北京天安门（经度116.405285，纬度39.904989）和上海东方明珠（经度121.473701，纬度31.230416）
GEOADD stores 116.405285 39.904989 "天安门" 121.473701 31.230416 "东方明珠"

​返回值​：成功添加的新成员数量（重复成员不计入）。

​2. GEODIST：计算两个位置的距离​

​语法​：

GEODIST key member1 member2 [unit]

• unit：距离单位，可选值：m（米，默认）、km（千米）、mi（英里）、ft（英尺）。

​功能​：计算 member1 和 member2 之间的直线距离。

​示例​：

# 计算天安门到东方明珠的距离（千米）
GEODIST stores "天安门" "东方明珠" km
# 输出：约 1067.4702 km（实际计算值可能因精度略有差异）

​注意​：若任一成员不存在，返回 nil。

​3. GEORADIUS：查询指定中心点附近的成员​

​语法​：

GEORADIUS key longitude latitude radius unit [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT n] [ASC|DESC]

• longitude/latitude：中心点的经纬度。
• radius：搜索半径。
• unit：半径单位（同 GEODIST）。
• WITHCOORD：返回成员的经纬度坐标（数组形式）。
• WITHDIST：返回成员到中心点的距离（浮点数）。
• WITHHASH：返回成员的 Geohash 编码值（整数）。
• COUNT n：限制返回结果数量（默认返回所有符合条件的成员）。
• ASC|DESC：按距离升序（ASC，默认）或降序（DESC）排序。

​功能​：以给定的经纬度为中心，查询半径范围内的所有成员，并可选返回额外信息。

​示例​：

# 查询天安门（116.405285, 39.904989）周围 2 公里内的店铺，返回距离和坐标
GEORADIUS stores 116.405285 39.904989 2 km WITHDIST WITHCOORD

​返回值​（示例）：

1php) 1) "天安门"          # 成员名
   2) "0.0000"         # 到中心点的距离（km）
   3) 1) "116.405285"  # 经度
      2) "39.904989"   # 纬度

​4. GEORADIUSBYMEMBER：以成员为中心查询附近​

​语法​：

GEORADIUSBYMEMBER key member radius unit [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT n] [ASC|DESC]

• member：作为中心点的已有成员（如已存在的店铺）。

​功能​：与 GEORADIUS 类似，但中心点由已有成员的位置决定（无需手动输入经纬度）。

​示例​：

# 查询以“天安门”为中心，周围 5 公里的店铺
GEORADIUSBYMEMBER stores "天安门" 5 km WITHDIST

​5. GEOHASH：获取成员的 Geohash 编码​

​语法​：

GEOHASH key member [member ...]

​功能​：返回一个或多个成员的 Geohash 字符串（基于 ZSET 的分数转换而来）。

​示例​：

# 获取“天安门”的 Geohash
GEOHASH stores "天安门"
# 输出："wx4g0s8q3jf9"（实际值可能因 Redis 版本略有差异）

​应用场景​：通过比较 Geohash 前缀快速判断位置的相似性（前缀越长，位置越接近）。

​6. GEORADIUSBYMEMBER_RO / GEORADIUS_RO：只读查询（Redis 3.2.10+）​​

为了支持集群模式下的只读操作，Redis 提供了 GEORADIUSBYMEMBER_RO（基于成员）和 GEORADIUS_RO（基于经纬度）命令，避免www.devze.com在集群环境中因重定向导致的性能问题。

​三、关键注意事项​

• ​经纬度顺序​：必须严格遵循 经度在前，纬度在后（与地理常识中的“纬度优先”不同），否则会导致位置错误。
• ​数据删除​：GEO 数据存储在 ZSET 中，因此删除成员需使用 ZREM key member（而非 GEODEL，Redis 未提供独立删除命令）。
• ​性能限制​：
  • 底层是 ZSEhttp://www.devze.comT，因此 GEOADD、GEORADIUS 等操作的时间复杂度与 ZSET 一致（如 GEORADIUS 为 O(N + log(M))，N 是结果数量，M 是总成员数）。
  • 大数据量（如百万级）下，范围查询可能变慢，建议结合业务场景优化（如分区域缓存、限制 COUNT 参数）。
• ​精度问题​：Geohash 编码长度固定为 52 位（对应 double 类型的精度），足够覆盖绝大多数场景（误差约 0.5 米），但极端情况下需注意。
• ​集群支持​：Redis 集群模式下，GEO 数据会被分散存储在不同节点（因 ZSET 的哈希槽分配），因此 GEORADIUS 等跨节点查询需通过代理节点聚合结果，可能影响性能。

​四、典型应用场景​

​附近的人/店铺​：如外卖 App 查javascript询用户附近的餐厅，社交 App 查找附近的好友。

# 用户当前位置（经度121.475，纬度31.230），查询 3 公里内的餐厅
GEORADIUS restaurants 121.475 31.230 3 km WITHDIST

• ​物流追踪​：记录包裹的实时位置，查询某区域内的待配送订单。
• ​地理围栏​：判断移动对象（如车辆）是否进入或离开指定区域（结合 GEORADIUS 和定时任务）。

​五、总结​

Redis GEO 是一个轻量级的地理位置解决方案，适合需要快速存储和查询位置数据的场景。其核心优势是利用 ZSET 的有序性实现了高效的距离计算和范围查询，但也需注意经纬度顺序、数据删除方式和性能限制。实际使用中，需根据业务需求选择合适的命令（如 GEORADIUS 或 GEORADIUSBYMEMBER），并结合 WITH* 参数优化返回结果。

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