前言
Hello，小伙们好，我是阿沐！一个喜欢通过实际项目实践来分享技术点的程序员！
你们有没有遇到被面试官嘲讽的场景；之前有位刚毕业的小学弟在上海魔都某某某大公司面试，二面主要是问了关于 redis 的相关知识点，回答的也是磕磕绊绊的，其中一个问题是如何实现搜索附近人加好友功能；想跟小伙伴们一起分享、一起探讨下。如果有不正确的地方，欢迎指正批评，共同进步~~~
面试官的主要考点
当你看到面试官想考验你这些知识点的时候；你在面试官问的过程中，就脑海在飞快的转动着，组合一系列的数据场景准备应战。
Geohash 概念介绍
geohash 就是一种地理位置编码。用来查询附近的 POI(POI 是“Point of Interest”的缩写，中文可以翻译为“兴趣点”。在地理信息系统中，一个 POI 可以是一栋房子、一个商铺、一个邮筒、一个公交站等)，也是一种算法的思想。
通过将地球看成一个二维的平面图，然后将平面递归切分成更小的模块，然后将空间经纬度数据进行编码生成一个二进制的字符串，再通过 base32 将其转换为一个字符串。最终是通过比较 geohash 的值的相似程度查询附近目标元素。
Geohash 能实现什么功能？
Geohash 算法原理
讲真地，当我要准备讲解原理和算法的时候，也很纠结，毕竟算法不是我的强项且百度一下千篇一律；并且都是大神级人物总结，且不敢妄自菲薄，所以还是站在前人的肩膀上来理解下 geohash 原理与算法。
“附近的人”也就是常说的 LBS (Location Based Services，基于位置服务)，它围绕用户当前地理位置数据而展开的服务，为用户提供精准的增值服务。
“附近的人” 核心思想如下：
① 以“自己”为中心，搜索附近的用户
② 以“自己”当前的地理位置为准，计算出别人和 “我” 之间的距离
③ 按“自己”与别人距离的远近排序，筛选出离我最近的用户或者商店等
那么我们按照我们以往的操作方式：我们在搜索附近人时，会将整个站点的用户信息塞到一个 list 中，然后去遍历所有节点，检查哪一个节点在自己的范围内；时间复杂度就变成了 n*m(n 搜索次数，m 用户数据)这谁顶得住啊，就是全部放 redis 一旦数据量上来也顶不住，搜索效率极低。
上面大家应该可以看出来吧，其实就是把自己的坐标作为一个中心；哎，然后我们要找到围绕我们方圆 10 公里以内的附近小伙伴：
X 轴：我们可以看做是纬度，左半边范围是-180°~~ 0°；右半边是 0° ~~ 180°Y 轴：我们可以看做是经度，上半边范围是 0° ~~ 90°；下半边是-90° ~~ 0°原点：我们就看做是(0,0)位置；就好像是我们自己的位置
举例子
假如我们现在地点在广州字节跳动有限公司(广州市天河区珠江东路 6 号)经纬度是：113.326059(经度),23.117596(纬度)
geohash 实质就是将经纬度进行二分法的形式落于相对应的区间中，越分越细一直到趋近于某一个临界值，那么分的层数越多，精确度越准确。
原则是：左区间标注 0；右区间标注 1。
例如我们用代码实现上面经纬度二分法生成的二进制：
/** * @desc 利用递归思想 找出经纬度的二进制编码 * @param float $place 经度或纬度 * @param string $binary_array 每次递归拿到的bit值 * @param int $max_separate_num递归总次数 * @param array $section 区间值 * @param int $num 递归次数 * @return array */public function binary($place = 0, $binary_array = [], $max_recursion_num = 20, $section = [], $num = 1){ if (!$section) return $binary_array;
// 获取中间值 $count = ($section['max'] - $section['min']) / 2;
// 左半边区间 $left = [ 'min' => $section['min'], 'max' => $section['min'] + $count ];
// 右半边区间 $right = [ 'min' => $section['min'] + $count, 'max' => $section['max'] ];
// 假如给点的经纬度值大于右边最小值 则属于右半边区间为1 否则就是左半边区间 0 array_push($binary_array, $place > $right['min'] ? 1 : 0);
// 如果递归次数已经达到最大值 则直接返回结果集 if ($max_recursion_num <= $num) return $binary_array;
// 下一次递归我们需要传入的经纬度 区间值 $section = $place > $right['min'] ? $right : $left;
// 继续针对自身做的递归处理 一直到出现结果 return $this->binary($place, $binary_array, $max_recursion_num, $section, $num + 1);}
// 实例化调用该方法require_once './Geohash.php';
$geohash = new Geohash();
echo json_encode($geohash->binary(23.117596,[],$geohash->baseLengthGetNums(4, 1), $geohash->interval[0],1));
//结果集[1,0,1,0,0,0,0,0,1,1]-> 二进制 101000 00011 这样是不是很清晰
//再看不明白的话 那么久打印出范围值：[{"min":-90,"max":90},{"min":0,"max":90},{"min":0,"max":45},{"min":22.5,"max":45},{"min":22.5,"max":33.75},{"min":22.5,"max":28.125},{"min":22.5,"max":25.3125},{"min":22.5,"max":23.90625},{"min":22.5,"max":23.203125},{"min":22.8515625,"max":23.203125}]
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从上面的脚本实现来看是不是更清晰了呢？那么我在使用 lua 语言给大家实现展示一下，本身原理基本一致：
local cjson = require("cjson")
-- 定义经纬度区间范围local interval = { { min = -90, max = 90 }, { min = -180, max = 180 }}
--- @desc 利用递归思想 找出经纬度的二进制编码--- @param place string 经度或纬度--- @param binary_array table 每次递归拿到的bit值--- @param max_separate_num number 递归总次数--- @param section table 区间值--- @param num number 递归次数function binary(place, binary_array, max_recursion_num, section, num) -- body place = tonumber(place) or 0 binary_array = binary_array and binary_array or {} max_recursion_num = tonumber(max_recursion_num) or 20 section = section and section or {} num = tonumber(num) or 1
if not next(section) then return binary_array end print(cjson.encode(section)) -- 获取中间值 local count = (section["max"] - section["min"]) / 2 -- 左半边区间 local left = { min = section["min"], max = section["min"] + count } -- 右半边区间 local right = { min = section["min"] + count, max = section["max"] }
-- 假如给点的经纬度值大于右边最小值 则属于右半边区间为1 否则就是左半边区间 0 binary_array[#binary_array+1] = place > right["min"] and 1 or 0
-- 如果递归次数已经达到最大值 则直接返回结果集 if max_recursion_num <= num then return binary_array end
-- 下一次递归我们需要传入的经纬度 区间值 local _section = place > right["min"] and right or left
return binary(place, binary_array, max_recursion_num, _section, num + 1)end
local res = binary(113.326059, {}, _base_length_get_nums(4, 1), interval[2], 1)
print(cjson.encode(res))
//打印结果{"max":180,"min":-180}{"max":180,"min":0}{"max":180,"min":90}{"max":135,"min":90}{"max":135,"min":112.5}{"max":123.75,"min":112.5}{"max":118.125,"min":112.5}{"max":115.3125,"min":112.5}{"max":113.90625,"min":112.5}{"max":113.90625,"min":113.203125}[1,1,0,1,0,0,0,0,1,0]
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我们可以实际手动打一遍执行下，聪明的朋友应该看到一个函数 php($geohash->baseLengthGetNums)和 lua 中(_base_length_get_nums)私有方法，这个是干嘛用的，通过方法注释我们看到大概意思是我们二分层数：
--- @desc 根据指定编码长度获取经纬度的 二分层数--- @param int $length 编码精确度--- @param int $type 类型 0-纬度；1-经度--- @return mixedlocal function _base_length_get_nums(length, typ) -- 第一种方法写死 local list = { {2, 3}, {5, 5}, {7, 8}, {10, 10}, {12, 13}, {15, 15}, {17, 18}, {20, 20}, {22, 23}, {25, 25}, {27, 28}, {30, 30} } -- 第二种通过规律计算纬度位数组合成list local cycle_num = 12 local list_res = {} local lat, lng = 0, 0 for i = 1, 12, 1 do lat = i % 2 == 0 and lat + 3 or lat + 2 lng = i % 2 == 0 and lng + 2 or lng + 3 list_res[#list_res + 1] = {lat, lng} end return list[length][typ]end
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🤡 大家是不是还会有疑问，我的天啊，这个list变量哪里来的呀？是不是感觉跟奇怪？下面看下图 GeoHash Base32 编码长度与精度表格展示：
整体的计算方式：latitude的范围是：-90° 到 90°longitude范围是：-180° 到 180°地球参考球体的周长：40075016.68米
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在纬度相等的情况下：
在经度相等的情况下：
现在是不是一目了然了，规定 Geohash 长度最大长度是 12 层，每一层对应位数。哦哦哦！！！原来是这样来的呀，是不是超级简单。我们得到了经纬度的编码之后要干什么？肯定要对其进行组码了：
组合编码：
通过上述计算，纬度产生的编码为10100 00011，经度产生的编码为11010 00010。偶数位放经度，奇数位放纬度，把 2 串编码组合生成新串：11100 11000 00000 01101。是不是又有点懵了，它是如何组合的呢？下面一张图带你明白它的组合流程：
有木有豁然开朗的赶脚，组合就是这么简单；可能有的小伙伴在之阅读很多文章有点迷惑，奇偶交叉组合怎么组合的会有点一头雾水；但是仔细看来就是这么简单啦！
代码实现编码组合
/** * @desc 编码组合 * @param $latitude_str 纬度 * @param $longitude_str 经度 * @return string */public function combination($latitude_str, $longitude_str){ $result = ''; //循环经度数字 作为偶数位置 for ($i = 0; $i < strlen($longitude_str); $i++) { // 拼接经度作为偶数位置 $result .= $longitude_str{$i}; // 维度存在则拼接字符串 if (isset($latitude_str{$i})) $result .= $latitude_str{$i}; } return $result;}// 结果集var_dump($geohash->combination('1010000011', '1101000010'));11100110000000001101
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function combination(latitude_arr, longitude_arr) local result = '' for i = 1, #longitude_arr do result = result..longitude_arr[i] if latitude_arr[i] then result = result..latitude_arr[i] end end return resultend//结果集print(cjson.encode(combination({1,0,1,0,0,0,0,0,1,1}, {1,1,0,1,0,0,0,0,1,0})))11100110000000001101
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真的到了这时候，将经纬度转 GeoHash 字符串的工作已经完成了一半了，是不是赶脚超级无敌很简单~
base32 算法：用 0-9、b-z（去掉 a, i, l, o）这 32 个字母进行 base32 编码，首先将11100 11000 00000 01101转成十进制，对应着十进制对应的编码就是可以组合成字符串了。我相信学习过编程的小伙们肯定都用过 base64 编码加解密，但是不确定是否去研究看过怎么加解密的。base32 和 base64 的区别就在于：base32对应的二进制序列是5位，base64对应的二进制序列是6位。
又会有小伙们问了为啥要去掉(a, i, l, o)这四个字母？ 有没有疑问的，有的请下方扣1！！！！！
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编码组合成十进制再转换为字符串
原理：将组合之后的二进制序列每 5 位一组进行拆分转换；例如：
11100 = 2^4+2^3+2^2 = 16+8+4 = 28 也就是对应w字符串；看下下面对应的维基百科的字典表
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| decimal(十进制) | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6| 7 | 8 | 9 | 10 | 11 |12 | 13 | 14 |15 | 16 || --- | --- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- || base32编码 | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | b | c | d | e | f | g | h |
| decimal(十进制) | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23| 24 | 25 | 26 | 27 | 28 |29 | 30 | 31 || --- | --- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- |--- || base32编码 | j | k | m | n | p | q | r | s | t | u | v |w | x | y | z |
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是不是更加清晰明了了，照着对就可以啦；下面是编码实现获取组合字符串(解码这里就不写了，文末会有代码地址)：
/** * @desc 将二进制字符串转为十进制 再转换为对应的编码 * @param $str * @return string */public function encode($str = ''){ $string = '';
// 按照5位分割字符串 $array = str_split($str, 5); if (!$array) return $string; foreach ($array as $va) { //二进制转换为十进制 $decimal = bindec($va); $string .= $this->base_32[$decimal]; } return $string;}// 结果集是ws0evar_dump($geohash->encode('11100110000000001101'));
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注意：将经纬度转换成二进制序列的过程中，转换的次数越多，所表示的精度越细，标识的范围越小。
Geohash 实战系列
基于 mysql 实现附近人查询
创建一个用户地理位置上报的表用来存放的经、纬度属性：
CREATE TABLE `user_place` ( `id` int(11) unsigned NOT NULL AUTO_INCREMENT, `user_id` int(10) DEFAULT NULL DEFAULT '0' COMMENT '用户id', `longitude` double DEFAULT NULL DEFAULT '' COMMENT '经度', `latitude` double DEFAULT NULL DEFAULT ''COMMENT '纬度', `create_time` int(10) DEFAULT NULL DEFAULT '0' COMMENT '创建时间', PRIMARY KEY (`id`), KEY `idx_longe_lat` (`longitude`,`latitude`) USING BTREE) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
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① 第一种方案：查询附近符合要求的附近人，然后再算距离(实习时用过)
SELECT * FROM `user_place` WHERE (longitude BETWEEN minlng(最小经度) AND maxlng(最大经度)) AND (latitude BETWEEN minlat(最小纬度) AND maxlat(最大纬度))
查询之后结果集之后，通过经纬度计算距离
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② 第二种方案：直接通过复杂的 sql 语句计算结果(实习时用过)
// 当前自己的经纬度坐标$latitude = 23.117596$longitude = 113.326059//一系列的复杂计算用到了 mysql中的 三角函数 ASIN函数：反正弦值； POWER函数：用于计算 x 的 y 次方。其他的小伙伴们百度查吧 正弦、余弦fields = "user_id,ROUND(6378.138*2*ASIN(SQRT(POW(SIN(($latitude*PI()/180-latitude*PI()/180)/2),2)+COS($latitude*PI()/180)*COS(latitude*PI()/180)*POW(SIN(($longitude*PI()/180-longitude*PI()/180)/2),2)))*1000,2) AS distance";
selecet fields from `user_place` having distance <= 10 order by distance asc limit 10
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③ 第三方案：mysql 的四个内置函数
1、ST_GeoHash(longitude, latitude, max_length -- 生成geohash值 mysql> SELECT ST_GeoHash(116.336506,39.978729,10);+-------------------------------------+| ST_GeoHash(116.336506,39.978729,10) |+-------------------------------------+| wx4ermcsvp |+-------------------------------------+1 row in set (0.00 sec) 2、ST_LongFromGeoHash() -- 从geohash值返回经度 mysql> SELECT ST_LongFromGeoHash('wx4ermcsvp');+----------------------------------+| ST_LongFromGeoHash('wx4ermcsvp') |+----------------------------------+| 116.33651 |+----------------------------------+1 row in set (0.00 sec) 3、ST_LatFromGeoHash() -- 从geohash值返回纬度 mysql> SELECT ST_LatFromGeoHash('wx4ermcsvp');+---------------------------------+| ST_LatFromGeoHash('wx4ermcsvp') |+---------------------------------+| 39.97873 |+---------------------------------+1 row in set (0.00 sec) 4、ST_PointFromGeoHash() -- 将geohash值转换为point值 mysql> SELECT ST_AsText(ST_PointFromGeoHash('wx4ermcsvp',0));+------------------------------------------------+| ST_AsText(ST_PointFromGeoHash('wx4ermcsvp',0)) |+------------------------------------------------+| POINT(116.33651 39.97873) |+------------------------------------------------+1 row in set (0.00 sec)
具体用法其实都差不多的，小伙伴们可以查查相关资料看看！用的不是很多
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注意：单单基于 mysql 实现 “附近的人”；优点：简单，一张表存储经纬度即可；缺点：数据量比较小时可以使用，同时可以配合 redis 缓存查询结果集，效果也是 ok 的；但是数据量比较大的时候，我们可以看到需要大量的计算两个点之间的距离，对性能有很大的影响。(不推荐使用了)
基于 mysql + GeoHash 实现附近人查询
① 设计思路
在原本存储用户经纬度的表中：入库时计算经纬度对应的 geohash 字符串存储到表中；那么存储时需要我们明确字符串的长度。
那么我们查询的时候就不需要用经纬度查询，可以这样： select * from xx where geohash like 'geohash%'进行模糊查询，查询到结果集在通过经纬度计算距离；然后筛选指定的距离例如 1000m 以内，则是附近人。
② 代码实现
-- 先添加字段 geohashalter table `user` add `geohash` varchar(64) NOT NULL DEFAULT NULL COMMENT '经纬度对应geohash码值',-- 再添加geohash的普通索引 alter table `user` add index idx_geohash ( `geohash` )-- 查询sqlselect * from `user` where `geohash` like 'geohash%' order by id asc limit 100
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③ 问题分析
小伙们都知道 geohash 算法是将地图划分为多个矩形块，然后在对矩形块编码得到 geohash 字符串。那是不是会出现这种情况，明明这个人离我很近，但是我们又不在同一个矩形块里，那是不是我搜索的时候就搜不到这个人，那不是血亏(万一是一个漂亮的妹子呢)
④ 解决方案
我们在搜索时，可以根据当前的编码计算出附近的 8 个区域块的 geohash 码，然后全部拿到，再一个个的筛选比较；这样那个妹子不就被我搜到加好友了嘛！
⑤ 再次实现
-- 例如有一下8个值 geohash1、geohash2、geohash3、geohash4、geohash5、geohash6、geohash7、geohash8-- 查询sqlselect * from `user` where `geohash` regexp 'geohash1|geohash2|geohash3|geohash4' order by id asc limit 100
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然后查询的结果集进行距离计算，过滤掉大于指定距离的附近人。
基于 redis + GeoHash 实现附近人查询
① 设计思路
1、查找 select 指令操作：
1、geopos指令：geopos key member [member ...] 获取指定key里返回所有指定名称的位置(经度和纬度)；时间复杂度O(log(n))，n是排序集中的元素数
注意事项：① geopos命令返回的是一个数组，每个数组中的都由两个元素组成：第一个是位置的经度， 而第二个是位置的纬度。 ② 若给定的元素不存在，则对应的数组项为nil(不要搞错以为是一个空数组)。
2、geodist指令：geodist key member1 member2 [m|km|ft|mi] 获取两个给定位置之间的距离；时间复杂度O(log(n))，n是排序集中的元素数
注意事项：① member1和member2 为两个地理位置名称，例如用户id标识。② [m|km|ft|mi]尾部参数： m ：米，默认单位 km ：千米 mi ：英里 ft ：英尺
③ 计算出的距离会以双精度浮点数的形式被返回；位置不存在，则返回nil。
3、georadius指令：georadius key longitude latitude radius [m|km|ft|mi] [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]
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；时间复杂度： O(n+log(m))，n是圆形区域的边界框内的元素数，该元素由中心和半径定界，m是索引内的项数。
注意事项：① 以给定的经纬度为中心② [m|km|ft|mi]单位说明 m ：米，默认单位 km ：千米 mi ：英里 ft ：英尺③ withdist: 在返回位置元素的同时， 将位置元素与中心之间的距离也一并返回。④ withcoord: 将位置元素的经度和维度也一并返回。⑤ withhash: 以 52 位有符号整数的形式，返回位置元素经过原始geohash编码的有序集合分值。这个选项主要用于底层应用或者调试， 实际中的作用并不大。⑥ count 限定返回的记录数。⑦ asc: 查找结果根据距离从近到远排序。⑧ desc: 查找结果根据从远到近排序。
4、georadiusbymember指令：georadiusbymember key member radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]获取指定范围内的元素数据，中心点是由给定的位置元素决定的，不是使用经度和纬度来决定中心点。时间复杂度： O(n+log(m))，n是圆形区域的边界框内的元素数，该元素由中心和半径定界，m是索引内的项数。
注意事项同上面georadius指令！！！
5、geohash指令：geohash key member [member ...] 获取一个或多个位置元素的geohash值；时间复杂度O(log(n))，n是排序集中的元素数
注意事项：① 该命令返回的是一个数组格式，位置不存在则返回nil② 数组结果集的值跟给出位置一一对应，说白了就是下标一致
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2、添加 insert 指令操作：
geoadd指令：geoadd key longitude latitude member [longitude latitude member ...] 添加地理位置的坐标；时间复杂度O(log(n))，n是排序集中的元素数。
注意事项：① 实际存储的数据类型是zset，member是zset的value，score是根据经纬度计算出geohash② geohash是52bit的长整型，计算距离使用的公式是Haversine③ geoadd添加的坐标会有少许的误差，因为geohash对二维坐标进行一维映射是有损耗的
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大家是不是感觉到有点奇怪，怎么这次的 redis 命令的时间复杂度都是 O(log(n))，这是个啥意思呢？那我们么来一起科普一下：
① O(1)解析：
O(1)就是最低的时空复杂度了，也就是耗时/耗空间与输入数据大小无关，无论输入数据增大多少倍，耗时/耗空间都不变。
② O(n)解析：比如时间复杂度为O(n)，就代表数据量增大几倍，耗时也增大几倍。比如常见的遍历算法。
要找到一个数组里面最大的一个数，你要把n个变量都扫描一遍，操作次数为n，那么算法复杂度是O(n).
③ O(n^2)解析：
比如时间复杂度O(n^2)，就代表数据量增大n倍时，耗时增大n的平方倍，这是比线性更高的时间复杂度。比如冒泡排序，就是典型的O(n^2)的算法，对n个数排序，需要扫描n×n次。
用冒泡排序排一个数组，对于n个变量的数组，需要交换变量位置次，那么算法复杂度就是O().
③ O(logn)解析：
比如O(logn)，当数据增大n倍时，耗时增大logn倍（这里的log是以2为底的，比如，当数据增大256倍时，耗时只增大8倍，是比线性还要低的时间复杂度)，二分查找就是O(logn)的算法，每找一次排除一半的可能，256个数据中查找只要找8次就可以找到目标。
④ O(nlogn)解析：O(nlogn)同理，就是n乘以logn，当数据增大256倍时，耗时增大256*8=2048倍。这个复杂度高于线性低于平方。归并排序就是O(nlogn)的时间复杂度。
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② 优缺点
③ 代码实现
/** * @desc 添加用户地理位置 可以添加多个 大家可以测试下 修改下方法 * @param int $user_id * @param int $latitude * @param int $longitude * @return int */public function insert($user_id = 0, $latitude = 0, $longitude = 0){ $result = $this->redis->geoAdd($this->key, $longitude, $latitude, $user_id);
return $result;}
/** * @desc 搜索附近人结果集 * @param int $distance * @param int $latitude * @param int $longitude * @return mixed */public function searchNearby($distance = 300, $latitude = 0, $longitude = 0){ $result = $this->redis->georadius( $this->key, $longitude, $latitude, $distance, 'mi', ['WITHDIST','count' => 10,'DESC'] ); return $result;}
// 调用 获取结果集$res = new GeoRedis();var_dump($res->searchNearby(300, 21.306,-157.858));array(2) { [0]=> array(2) { [0]=> string(4) "1001" //用户id [1]=> string(8) "104.5615" //距离 } [1]=> array(2) { [0]=> string(4) "1002" [1]=> string(8) "104.5615" }}
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那么是不是有小伙伴们问：我要分页可咋办？其实在上面已经给出了答案，使用georadiusbymember命令中的 STOREDIST将排好序的数据存入一个 zset 集合中，以后分页查直接从 zset 集合中取数据即可：
localhost:6379> zrange user:nearby 0 10 withscores 1) "1001" 2) "1184565520453603" 3) "1002" 4) "1184565520453603" 5) "1003" 6) "1231646528010636" 7) "1004" 8) "1231732998886639" 9) "1005"10) "1235058932387089"
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不过也有点不足的地方，就是我们不能根据筛选条件来直接查询，而是要查询到之后手动过滤；比如我们要查询 18 岁的美少女附近好友；
① 要么按照搜索条件细化分存储一份数据
② 要么就查询之后过滤
基于 mongoDB 实现附近人查询
① 设计思路
目前阿沐有一个类似直播项目首页推荐就有一个附近好友的功能；它就是基于 MongoDB 来实现附近好友功能。主要是通过它的两种地理空间索引2d和2dsphere，这两种索引底层还是基于 geohash 来构建的。
2dsphere索引支持：球星表面点、线、面、多点、多线、多面和几何集合；创建 2dsphere 索引语法：
-- 创建索引db.coll.createIndex({'location':'2dsphere'})
-- 空间查询语法① 位置相交 db.coll.map.find({'location':{'$geoIntersects':{'$geometry':area}})② 位置包含 db.coll.map.find({'location':{'$within':{'$geometry':area}})③ 位置接近 db.coll.map.find({'location':{'$near':{'$geometry':area}})
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2d索引支持平面几何形状和一些球形查询；支持球面查询但是不太友好，更适合平面查询；创建 2d 索引语法：
-- 创建索引 索引的精度通过bits来指定，bits越大，索引的精度就越高db.coll.createIndex({'location':"2d"}, {"bits":30})
-- 查询语法① 位置包含 db.coll.map.find({'location':{'$within':[[10,10],[20,20]]}) ② 矩形包含 db.coll.map.find({'location':{'$within':{'$box':[[10,10],[20,20]]}}) ③ 中心包含 db.coll.map.find({'location':{'$within':{'$center':[[20,20],5]}}) ④ 多边形包含 db.coll.map.find({'location':{'$within':{'$polygon':[[20,20],[10,10],[10,18],[13,21]]}}) ⑤ 位置接近 db.coll.map.find({'location':{'$near':[10,20]})
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② 代码实现
1、创建数据库，插入几条数据；collection 为起名 user(相当于 mysql 里面的表名)。三个字段 user_id 用户 id,user_name 名称，location 为经、纬度数据。
db.user.insertMany([ {'user_id':1001, 'user_name':'阿沐1', loc:[122.431, 37.773]}, {'user_id':1002, 'user_name':'阿沐2', location:[157.858, 21.315]}, {'user_id':1003, 'user_name':'阿沐3', location:[155.331, 21.798]}, {'user_id':1004, 'user_name':'阿沐4', location:[157.331,22.798]}, {'user_id':1005, 'user_name':'阿沐5', location:[151.331, 25.798]}, {'user_id':1006, 'user_name':'阿沐6', location:[147.942428, 28.67652]},])
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2、因为我们以二维平面上点的方式存储的数据，想要进行 LBS 查询，那么还是选择设置 2d 索引：
db.coll.createIndex({'location':"2d"}, {"bits":30})
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3、根据自己当前的坐标经纬度查询
db.user.aggregate({ $geoNear:{ near: [157.858, 21.306], // 当前自己坐标 spherical: true, // 计算球面距离 distanceMultiplier: 6378137, // 地球半径，单位是米，默认6378137 maxDistance: 300/6378137, // 过滤条件300米内，需要弧度 distanceField: "distance" // 距离字段别名 }})
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4、查看结果集中是否有符合条件的数据，若有数据则会多出刚刚设置的距离字段名 distance，表示两点间的距离：
//当前结果集为模拟结果，因本机电脑docker没有安装mongo{ "_id" : ObjectId("4e96b3c91b8d4ce765381e58"), 'user_id':1001, 'user_name':'阿沐1', "location" : [ 122.431, 37.773 ], "distance" : 5.10295397457355 }{ "_id" : ObjectId("4e96b5c91b8d4ce765381e51"), 'user_id':1002, 'user_name':'阿沐2', "location" : [ 157.858, 21.315 ], "distance" : 255.81213803417531 }
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那么到这里是不是对 mongo 存储经纬度，然后查询附近人获取距离是不是有点了解了；其实性能还是很好地，只不过压力大的时候会出现 mongo 连接超时，我们可以针对 mongo 做一个集群；基本上算是比较稳定的了。
基于 es 搜索引擎实现附近人查询
① 设计思路
其实用 es/sphinx/solr 等等(后面也会具体聊聊搜索引擎)这类搜索引擎大都能支持查询附近人，因为效率高，查询速度快，而且结果集比较精准；所以还是比较推荐使用这个。
GET api/query/search/{ "query": { "geo_distance": { "distance": "1km", "location": { "lat": 21.306, "lon": 157.858 } } }}
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大致流程就是这样：① 用户请求查询附近好友 ② 服务端收到请求，然后通过 api(http 或者 rpc)请求上游搜索引擎组的数据 ③ 搜索组拿到请求参数解析查询对应关系链 ④ 高效率返回给调用者
支持分页查询以及更多条件的查询方案；性能优越、可分页；尤其在大数据量的情况下，其性能更友好。阿沐之前公司就是这样处理，类似个性化推荐；通过用户喜好从几百万商品中检索，整个流程也就是服务端请求搜索组接口。搜索组基本上都是 Java 开发者，由 sorl 搜索过度 elasticcsearch 引擎，再加上使用 k8s 部署 es 集群；挺好的！！！
仓库代码地址：https://github.com/woshiamu/amu/tree/master/redis
🐣 总结
哇哇哇，能有幸看到这里的小伙伴，我很服气你们了，我花了三天的时间去想去画去构思写好的文章；实话实说，写这篇文章压力挺大的；首先底层的算法原理，再者需要实践验证。网络上都是复制来复制去，我就想着走不一样的路线；既然大家都已经看过那么多跟 geohash 相关的文章，原理算法应该都 ok 的；假如我再去纠结讲着写，那岂不是有点自取其辱(大牛们都已经讲的很好了)；所以决定通过不同的角度去思考一个问题；以及引发的思考。
本文主要还是通过实践动手结合实际的项目以及过往经验；展示 geohash 的不同场景下的使用，量级大和量极小怎么选择等等？也通过整理文章时，去解析小伙们会遇到的疑问，这些疑问估计很多文章都没有的，因为都是千篇一律。阿沐要做的就是复杂简单化，能动手实践的绝不只看不练！
座右铭：不管做什么，只要坚持下去就会看到不一样！
最后，欢迎关注我的个人公众号「我是阿沐」，会不定期的更新后端知识点和学习笔记。也欢迎直接公众号私信或者邮箱联系我，我们可以一起学习，一起进步。
好了，我是阿沐，一个不想 30 岁就被淘汰的打工人 ⛽️ ⛽️ ⛽️ 。创作不易觉得「阿沐」写的有点料话：👍 关注一下，💖 分享一下，我们下期再见。
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