Spring Boot和Redis Geo实现附近的人【redis实战三】

2024-01-08 22:45:50

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靠近你：使用Spring Boot和Redis Geo探索坐标点的秘密

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引言(redis实战)

Redis List：打造高效消息队列的秘密武器【redis实战一】

Redis Streams在Spring Boot中的应用：构建可靠的消息队列解决方案【redis实战二】

前言

在数字化世界中，了解“你我之间的距离”不仅仅是一句浪漫的话语，也是现代应用不可或缺的功能之一。无论是社交应用中的“附近的人”，还是物流追踪中的“包裹距离”，对距离的精准计算和周围环境的了解都显得至关重要。本文将带你进入Spring Boot和Redis Geo的强大世界，探索如何轻松实现这些看似复杂的功能。

Redis Geo回顾

Redis Geo是Redis数据库提供的一个功能强大的地理空间位置处理模块。它允许你存储地理位置信息并执行各种地理空间查询。下面是一些关键点：

基于经纬度：Redis Geo使用经度和纬度来存储地点的位置。
Geohash编码：内部通过Geohash实现，这种编码将二维的经纬度转换成一维的字符串，便于快速计算和检索。
快速查询：提供了一系列命令用于快速计算两地距离，查找某个范围内的地点等，如GEODIST, GEORADIUS 和 GEOPOS。
应用场景广泛：从社交应用中的“附近的人”功能，到物流行业的配送路线优化，再到城市规划和旅游推荐等，Redis Geo都有广泛的应用。

redis中GEO的优势

Redis Geo与其他数据库系统（如关系型数据库、NoSQL数据库或专用的地理空间数据库）相比，在处理地理空间数据方面具有多项优势。这些优势主要源于Redis的性能、效率以及与地理空间数据处理紧密结合的特定命令。以下是Redis Geo相比其他数据库的主要优势：

1. 性能

快速响应：作为内存数据库，Redis提供极快的读写速度，这对于需要快速响应地理查询的实时应用来说非常重要。
高效的地理空间索引：通过Geohash和排序集合，Redis Geo能够快速定位和检索地理空间数据，其性能通常优于传统的数据库系统。

2. 存储效率

紧凑的数据结构：Redis利用紧凑的数据结构存储地理信息，相比于传统数据库需要更多的存储空间来维护地理空间索引，Redis在空间上更加高效。
内存优化：作为内存数据库，Redis对内存的使用高度优化，即使处理大量的地理空间对象也能保持较低的内存占用。

3. 简化的操作和集成

简单直观的地理空间命令：Redis提供了一系列直观的命令用于地理空间数据处理，如GEOADD, GEODIST, GEORADIUS等，无需复杂的SQL查询或专用的地理空间函数。
易于集成：Redis广泛应用于各种环境，与多种编程语言和框架（如Spring Boot）的集成也非常简单。

4. 灵活性和可扩展性

水平扩展：Redis提供主从复制、持久化和分片等特性，使得它可以轻松扩展以支持更大的数据集和更高的并发。
支持多种数据结构：除了地理空间数据，你还可以利用Redis的其他数据结构（如字符串、列表、集合等）来构建复杂的应用逻辑。

5. 成本效益

降低资源需求：由于其高效的性能和存储方式，Redis可以帮助你减少对硬件资源的需求，从而降低成本。
开源：Redis是开源软件，你可以免费使用，社区支持也非常丰富。

注意事项

虽然Redis Geo有许多优势，但它也有自己的局限性，例如它不支持像PostGIS那样复杂的地理空间查询和分析功能。此外，作为内存数据库，如果没有适当的持久化策略，可能会有数据丢失的风险。因此，选择合适的数据库还需要根据你的具体需求、资源和预期的使用场景来决定。在一些情况下，将Redis Geo与其他数据库系统结合使用，可能会得到更好的效果。

实战

本实战我们主要是实现周围的人这个功能，也可以理解为滴滴打车中根据距离派车这样的逻辑

maven依赖

<dependency>
  <groupId>org.springframework.boot</groupId>
  <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
</dependency>

<dependency>
  <groupId>org.projectlombok</groupId>
  <artifactId>lombok</artifactId>
</dependency>

controller实现

在实际应用中应该分为三层，业务代码还是要写入到service层中

package fun.bo.controller;

import lombok.Data;
import org.springframework.data.geo.*;
import org.springframework.data.redis.connection.RedisGeoCommands;
import org.springframework.data.redis.core.RedisTemplate;
import org.springframework.http.ResponseEntity;
import org.springframework.web.bind.annotation.PostMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestBody;
import org.springframework.web.bind.annotation.RequestMapping;
import org.springframework.web.bind.annotation.RestController;

import javax.annotation.Resource;

/**
 * @author xiaobo
 */
@RestController
@RequestMapping("/api")
public class GeoController {

  // 真实业务场景中不建议将业务代码放到controller层，且下面的实体放到dto或者vo中

  @Resource
  private RedisTemplate<String, String> redisTemplate;

  private static final String GEO_KEY = "locations";

  // 新增坐标点
  @PostMapping("/addLocation")
  public ResponseEntity<?> addLocation(@RequestBody GeoLocation location) {
    // 增加坐标点
    redisTemplate.opsForGeo().add(GEO_KEY, new Point(location.getLongitude(), location.getLatitude()), location.getName());
    return ResponseEntity.ok("坐标添加成功");
  }

  // 查询附近的点
  @PostMapping("/searchNearby")
  public ResponseEntity<?> searchNearby(@RequestBody SearchRequest request) {
    Circle circle = new Circle(new Point(request.getLongitude(), request.getLatitude()), new Distance(request.getRadius(), Metrics.KILOMETERS));
    // 获取范围坐标点
    GeoResults<RedisGeoCommands.GeoLocation<String>> results = redisTemplate.opsForGeo()
      .radius(GEO_KEY, circle, RedisGeoCommands.GeoRadiusCommandArgs.newGeoRadiusArgs().includeCoordinates().limit(10));
    return ResponseEntity.ok(results);
  }

  // 辅助类定义
  @Data
  public static class GeoLocation {
    private String name;
    private double latitude;
    private double longitude;

    // 省略getter和setter方法
  }

  @Data
  public static class SearchRequest {
    private double latitude;
    private double longitude;
    private double radius;

    // 省略getter和setter方法
  }
}

前端页面实现

<!DOCTYPE html>
<html>
<head>
    <meta charset="utf-8">
    <title>地图坐标交互</title>
    <link rel="stylesheet" href="https://unpkg.com/leaflet@1.7.1/dist/leaflet.css"/>
    <style>
        #map { height: 400px; }
        .input-group { margin: 10px 0; }
    </style>
</head>
<body>

<div id="map"></div>
<div class="input-group">
    <input type="text" id="locationName" placeholder="位置名称">
    <input type="text" id="coords" placeholder="点击地图获取坐标">
    <button onclick="addLocation()">新增</button>
</div>
<div class="input-group">
    <input type="text" id="searchCoords" placeholder="点击地图设置查询中心">
    <input type="number" id="radius" placeholder="半径(km)">
    <button onclick="searchNearby()">查询附近的点</button>
</div>

<script src="https://unpkg.com/leaflet@1.7.1/dist/leaflet.js"></script>
<script>
    var map = L.map('map').setView([34.3416, 108.9398], 5);
    var searchCircle;  // 用于引用查询圈
    L.tileLayer('http://webrd02.is.autonavi.com/appmaptile?lang=zh_cn&size=1&scale=1&style=7&x={x}&y={y}&z={z}', {
        attribution: 'Map data &copy; <a href="https://www.amap.com/">高德地图</a>'
    }).addTo(map);

    map.on('click', function(e) {
        document.getElementById('coords').value = e.latlng.lat + ", " + e.latlng.lng;
        document.getElementById('searchCoords').value = e.latlng.lat + ", " + e.latlng.lng;
        // 模拟反向地理编码获取位置名称

    });

    function addLocation() {
        var name = document.getElementById('locationName').value || 'Unnamed Location';
        var coords = document.getElementById('coords').value.split(", ");
        fetch('/api/addLocation', {
            method: 'POST',
            headers: {'Content-Type': 'application/json'},
            body: JSON.stringify({name: name, latitude: coords[0], longitude: coords[1]}),
        })
            .then(response => response.text())
            .then(data => alert(data))
            .catch(error => console.error('Error:', error));
    }

    function searchNearby() {
        var searchCoords = document.getElementById('searchCoords').value.split(", ");
        var radius = document.getElementById('radius').value;
        // 绘制查询圈
        if (searchCircle) {
            map.removeLayer(searchCircle);
        }
        searchCircle = L.circle([searchCoords[0], searchCoords[1]], {
            color: 'blue',
            fillColor: '#f03',
            fillOpacity: 0.1,
            radius: radius * 1000  // Leaflet的半径单位是米
        }).addTo(map);
        fetch('/api/searchNearby', {
            method: 'POST',
            headers: {'Content-Type': 'application/json'},
            body: JSON.stringify({latitude: searchCoords[0], longitude: searchCoords[1], radius: radius}),
        })
            .then(response => response.json())
            .then(data => {
                // console.log(data)
                data.content.forEach(result => {
                    var point = result.content.point;
                    var name = result.content.name;
                    var marker = L.marker([point.y, point.x]).addTo(map);
                    marker.bindPopup(name).openPopup();
                });
            })
            .catch(error => console.error('Error:', error));
    }
</script>

</body>
</html>

效果图(实现)

在这里插入图片描述

文章来源:https://blog.csdn.net/Mrxiao_bo/article/details/135462694
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Spring Boot和Redis Geo实现附近的人【redis实战 三】