Redis GeoHash 详解

Redis GeoHash 详解

Redis 提供了 Geo(地理位置) 模块,其中 GeoHash 是一种用于存储和查询地理位置信息的数据结构。它能够高效地进行地理位置存储、查询、计算距离和查找附近地点等操作。


1. 什么是 GeoHash?

GeoHash 是一种将经纬度坐标转换为字符串编码的方式,它具有:

  • 空间映射 :将 2D 坐标(纬度 + 经度) 转换成 1D 字符串
  • 前缀匹配 :相邻的地点会有相似的编码 (前缀相同,位置接近)
  • 高效存储:只需用短字符串表示一个地点,减少存储空间。
  • 快速查询:可以基于 GeoHash 前缀进行快速附近查找。

2. Redis GeoHash 存储结构

Redis 的 Geo 采用 Sorted Set(有序集合) 来存储地理位置信息:

  • Member (成员):地点名称(如 restaurant_1)。
  • Score (分数):经纬度被编码为 52 位整数,作为排序依据。

3. Redis Geo 常用命令

(1)GEOADD:添加地理位置

语法

bash 复制代码
GEOADD key longitude latitude member

示例

bash 复制代码
GEOADD cities 116.40 39.90 "Beijing"
GEOADD cities 121.47 31.23 "Shanghai"
GEOADD cities 114.05 22.54 "Shenzhen"

📌 作用 :将 BeijingShanghaiShenzhen 的经纬度存入 cities 集合中。


(2)GEOPOS:获取存储的经纬度

语法

bash 复制代码
GEOPOS key member [member ...]

示例

bash 复制代码
GEOPOS cities "Beijing" "Shanghai"

📌 返回

json 复制代码
[
  [116.40, 39.90],  // 北京
  [121.47, 31.23]   // 上海
]

(3)GEODIST:计算两点距离

语法

bash 复制代码
GEODIST key member1 member2 [unit]
  • 单位(unit)
    • m(米)
    • km(千米)
    • mi(英里)
    • ft(英尺)

示例

bash 复制代码
GEODIST cities "Beijing" "Shanghai" km

📌 返回

bash 复制代码
1067.5711

表示 北京到上海直线距离 ≈ 1067.57 km


(4)GEORADIUS(已废弃) & GEOSEARCH:查找附近地点

⚠️ Redis 6.2 以后,GEORADIUSGEOSEARCH 取代!

🔹 使用 GEOSEARCH

语法

bash 复制代码
GEOSEARCH key FROMMEMBER member BYRADIUS radius unit

示例 :查找北京 1000 km 内的城市

bash 复制代码
GEOSEARCH cities FROMMEMBER "Beijing" BYRADIUS 1000 km

📌 返回

bash 复制代码
1) "Beijing"
2) "Shanghai"
🔹 使用 GEOSEARCHSTORE 存储结果
bash 复制代码
GEOSEARCHSTORE nearby_cities cities FROMMEMBER "Beijing" BYRADIUS 1000 km

📌 作用 :将 Beijing 附近 1000 km 内的城市 存入 nearby_cities 集合。


(5)GEOHASH:获取 GeoHash 编码

语法

bash 复制代码
GEOHASH key member [member ...]

示例

bash 复制代码
GEOHASH cities "Beijing" "Shanghai"

📌 返回

bash 复制代码
1) "wx4g09z"
2) "wtw3sj5"

解析

  • "wx4g09z" 代表 北京 的 GeoHash 编码
  • "wtw3sj5" 代表 上海 的 GeoHash 编码

💡 GeoHash 编码规则

  • 编码越长,精度越高
  • 相邻位置的前缀相似
  • 可以用前缀匹配进行快速区域查询

4. GeoHash 的工作原理

(1)GeoHash 编码过程

  1. 将经纬度分别转换成二进制
    • 纬度 [-90, 90] → 变成 0 ~ 1
    • 经度 [-180, 180] → 变成 0 ~ 1
  2. 交错合并 纬度 + 经度
  3. 转换为 Base32 字符串
    • Base32 编码使用 "0123456789bcdefghjkmnpqrstuvwxyz" 这 32 个字符。

(2)GeoHash 编码精度

GeoHash 长度 经纬度误差范围
1 字符 ± 5,000 km
2 字符 ± 1,250 km
3 字符 ± 156 km
4 字符 ± 39 km
5 字符 ± 4.9 km
6 字符 ± 1.2 km
7 字符 ± 152 m
8 字符 ± 19 m

📌 示例

  • "wx4g09z" → 代表 北京
  • "wx4g" → 代表北京的 大范围
  • "wx4" → 代表北京的 省级范围

5. Redis GeoHash 适用场景

LBS(位置服务)

  • 查找附近的商家、外卖、快递配送点
  • 查找附近的用户(如社交软件)

共享出行

  • 计算司机与乘客的距离
  • 查找最近的车辆

物流配送

  • 计算配送范围
  • 规划最优配送路径

线下商店推荐

  • 查找最近的门店

6. Redis Geo vs. 其他存储方式

方式 优势 劣势
Redis GeoHash 存储简单,查询速度快 精度受 GeoHash 影响,适用于近似范围查询
MySQL Geography 计算精准,支持 ST_Distance 查询慢,存储复杂
PostGIS 支持复杂 GIS 操作 需要额外数据库
H3(Uber 开源) 多级网格切割,支持全球计算 需要额外库,复杂度较高

7. 总结

Redis GeoHash 通过 Sorted Set 存储地理位置数据,支持快速查询和计算距离

常用命令

  • GEOADD(添加地点)
  • GEOPOS(获取经纬度)
  • GEODIST(计算两点距离)
  • GEOSEARCH(查找附近地点)
  • GEOHASH(获取 GeoHash 编码)

💡 适用于 LBS、物流、共享出行、门店推荐等场景,查询速度快,内存占用少!

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