基于Redis实现附近商户

一、附近商户-GEO数据结构的基本用法

GEO就是Geolocation的简写形式,代表地理坐标。Redis在3.2版本中加入了对GEO的支持,允许存储地理坐标信息,帮助我们根据经纬度来检索数据。常见的命令有:

  • GEOADD:添加一个地理空间信息,包含:经度(longitude)、纬度(latitude)、值(member)

  • GEODIST:计算指定的两个点之间的距离并返回

  • GEOHASH:将指定member的坐标转为hash字符串形式并返回

  • GEOPOS:返回指定member的坐标

  • GEORADIUS:指定圆心、半径,找到该圆内包含的所有member,并按照与圆心之间的距离排序后返回。6.以后已废弃

  • GEOSEARCH:在指定范围内搜索member,并按照与指定点之间的距离排序后返回。范围可以是圆形或矩形。6.2.新功能

  • GEOSEARCHSTORE:与GEOSEARCH功能一致,不过可以把结果存储到一个指定的key。 6.2.新功能

1. GEOADD

功能:将一个或多个地理空间信息(经度、纬度和成员名称)添加到指定的键中。
语法

GEOADD key [NX | XX] [CH] longitude latitude member [longitude latitude member ...]

参数说明

  • key:存储地理空间数据的键。

  • NX(可选):仅在成员不存在时添加。

  • XX(可选):仅在成员已存在时更新位置。

  • CH(可选):返回被修改成员的数量,包括添加和更新。

  • longitude:经度,范围为[-180, 180]。

  • latitude:纬度,范围为[-90, 90]。

  • member:成员名称,可以是字符串或数字。
    返回值:返回添加或修改的成员数量。


2. GEODIST

功能:计算两个成员之间的距离。
语法

GEODIST key member1 member2 [unit]

参数说明

  • key:存储地理空间数据的键。

  • member1member2:需要计算距离的两个成员名称。

  • unit(可选):距离单位,默认为米(m),可选单位还包括千米(km)、英里(mi)和英尺(ft)。
    返回值:返回两个成员之间的距离,如果任一成员不存在,则返回 nil


3. GEOHASH

功能:将指定成员的地理坐标转换为Geohash字符串。
语法

GEOHASH key [member [member ...]]

参数说明

  • key:存储地理空间数据的键。

  • member:一个或多个成员名称。
    返回值:返回每个成员的Geohash字符串,如果成员不存在,则返回 nil


4. GEOPOS

功能:获取指定成员的地理坐标(经度和纬度)。
语法

GEOPOS key [member [member ...]]

参数说明

  • key:存储地理空间数据的键。

  • member:一个或多个成员名称。
    返回值:返回每个成员的经纬度坐标,格式为 [经度, 纬度],如果成员不存在,则返回 nil


5. GEORADIUS(已废弃)

功能:根据指定的经纬度和半径,查找范围内的所有成员。
语法

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

参数说明

  • key:存储地理空间数据的键。

  • longitudelatitude:中心点的经度和纬度。

  • radius:搜索半径。

  • unit:距离单位,可选值为 mkmftmi

  • WITHCOORD:返回成员的坐标。

  • WITHDIST:返回成员与中心点的距离。

  • WITHHASH:返回成员的Geohash值。

  • COUNT count:限制返回的成员数量。

  • ASCDESC:按距离升序或降序排列。
    返回值:返回范围内的成员列表,可选返回成员的坐标、距离和Geohash值。


6. GEOSEARCH(新功能)

功能:在指定范围内搜索成员,支持圆形和矩形区域。
语法

GEOSEARCH key <FROMMEMBER member | FROMLONLAT longitude latitude>
  <BYRADIUS radius <unit> | BYBOX width height <unit>> [ASC | DESC] [COUNT count [ANY]] [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH]

参数说明

  • key:存储地理空间数据的键。

  • FROMMEMBER:以指定成员的位置作为中心点。

  • FROMLONLAT:以指定的经纬度作为中心点。

  • BYRADIUS:在圆形区域内搜索,指定半径和单位。

  • BYBOX:在矩形区域内搜索,指定宽度和高度以及单位。

  • ASCDESC:按距离升序或降序排列。

  • COUNT count:限制返回的成员数量。

  • WITHCOORDWITHDISTWITHHASH:返回成员的坐标、距离和Geohash值。
    返回值:返回范围内的成员列表,可选返回成员的坐标、距离和Geohash值。


7. GEOSEARCHSTORE(新功能)

功能:与GEOSEARCH功能一致,但可以将结果存储到指定的键中。
语法

GEOSEARCHSTORE destination source <FROMMEMBER member | FROMLONLAT longitude latitude>
  <BYRADIUS radius <unit> | BYBOX width height <unit>> [ASC | DESC] [COUNT count [ANY]] [STOREDIST]

参数说明

  • destination:存储结果的目标键。

  • source:源键,存储地理空间数据的键。

  • 其余参数与GEOSEARCH相同。

  • STOREDIST:将成员与中心点的距离存储为目标键的分数。
    返回值:返回结果集中的成员数量。

二、附近商户-导入店铺数据到GEO

具体场景说明:

当我们点击美食之后,会出现一系列的商家,商家中可以按照多种排序方式,我们此时关注的是距离,这个地方就需要使用到我们的GEO,向后台传入当前app收集的地址(我们此处是写死的) ,以当前坐标作为圆心,同时绑定相同的店家类型type,以及分页信息,把这几个条件传入后台,后台查询出对应的数据再返回。

我们要做的事情是:将数据库表中的数据导入到redis中去,redis中的GEO,GEO在redis中就一个menber和一个经纬度,我们把x和y轴传入到redis做的经纬度位置去,但我们不能把所有的数据都放入到menber中去,毕竟作为redis是一个内存级数据库,如果存海量数据,redis还是力不从心,所以我们在这个地方存储他的id即可。

但是这个时候还有一个问题,就是在redis中并没有存储type,所以我们无法根据type来对数据进行筛选,所以我们可以按照商户类型做分组,类型相同的商户作为同一组,以typeId为key存入同一个GEO集合中即可

代码

HmDianPingApplicationTests

@Test
void loadShopData() {
    // 1.查询店铺信息
    List<Shop> list = shopService.list();
    // 2.把店铺分组,按照typeId分组,typeId一致的放到一个集合
    Map<Long, List<Shop>> map = list.stream().collect(Collectors.groupingBy(Shop::getTypeId));
    // 3.分批完成写入Redis
    for (Map.Entry<Long, List<Shop>> entry : map.entrySet()) {
        // 3.1.获取类型id
        Long typeId = entry.getKey();
        String key = SHOP_GEO_KEY + typeId;
        // 3.2.获取同类型的店铺的集合
        List<Shop> value = entry.getValue();
        List<RedisGeoCommands.GeoLocation<String>> locations = new ArrayList<>(value.size());
        // 3.3.写入redis GEOADD key 经度 纬度 member
        for (Shop shop : value) {
            // stringRedisTemplate.opsForGeo().add(key, new Point(shop.getX(), shop.getY()), shop.getId().toString());
            locations.add(new RedisGeoCommands.GeoLocation<>(
                    shop.getId().toString(),
                    new Point(shop.getX(), shop.getY())
            ));
        }
        stringRedisTemplate.opsForGeo().add(key, locations);
    }
}

三、附近商户-实现附近商户功能

SpringDataRedis的2.3.9版本并不支持Redis 6.2提供的GEOSEARCH命令,因此我们需要提示其版本,修改自己的POM

第一步:导入pom

<dependency>
    <groupId>org.springframework.boot</groupId>
    <artifactId>spring-boot-starter-data-redis</artifactId>
    <exclusions>
        <exclusion>
            <artifactId>spring-data-redis</artifactId>
            <groupId>org.springframework.data</groupId>
        </exclusion>
        <exclusion>
            <artifactId>lettuce-core</artifactId>
            <groupId>io.lettuce</groupId>
        </exclusion>
    </exclusions>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>org.springframework.data</groupId>
    <artifactId>spring-data-redis</artifactId>
    <version>2.6.2</version>
</dependency>
<dependency>
    <groupId>io.lettuce</groupId>
    <artifactId>lettuce-core</artifactId>
    <version>6.1.6.RELEASE</version>
</dependency>

第二步:

ShopController

@GetMapping("/of/type")
public Result queryShopByType(
        @RequestParam("typeId") Integer typeId,
        @RequestParam(value = "current", defaultValue = "1") Integer current,
        @RequestParam(value = "x", required = false) Double x,
        @RequestParam(value = "y", required = false) Double y
) {
   return shopService.queryShopByType(typeId, current, x, y);
}

ShopServiceImpl

@Override
    public Result queryShopByType(Integer typeId, Integer current, Double x, Double y) {
        // 1.判断是否需要根据坐标查询
        if (x == null || y == null) {
            // 不需要坐标查询,按数据库查询
            Page<Shop> page = query()
                    .eq("type_id", typeId)
                    .page(new Page<>(current, SystemConstants.DEFAULT_PAGE_SIZE));
            // 返回数据
            return Result.ok(page.getRecords());
        }

        // 2.计算分页参数
        int from = (current - 1) * SystemConstants.DEFAULT_PAGE_SIZE;
        int end = current * SystemConstants.DEFAULT_PAGE_SIZE;

        // 3.查询redis、按照距离排序、分页。结果:shopId、distance
        String key = SHOP_GEO_KEY + typeId;
        GeoResults<RedisGeoCommands.GeoLocation<String>> results = stringRedisTemplate.opsForGeo() // GEOSEARCH key BYLONLAT x y BYRADIUS 10 WITHDISTANCE
                .search(
                        key,
                        GeoReference.fromCoordinate(x, y),
                        new Distance(5000),
                        RedisGeoCommands.GeoSearchCommandArgs.newGeoSearchArgs().includeDistance().limit(end)
                );
        // 4.解析出id
        if (results == null) {
            return Result.ok(Collections.emptyList());
        }
        List<GeoResult<RedisGeoCommands.GeoLocation<String>>> list = results.getContent();
        if (list.size() <= from) {
            // 没有下一页了,结束
            return Result.ok(Collections.emptyList());
        }
        // 4.1.截取 from ~ end的部分
        List<Long> ids = new ArrayList<>(list.size());
        Map<String, Distance> distanceMap = new HashMap<>(list.size());
        list.stream().skip(from).forEach(result -> {
            // 4.2.获取店铺id
            String shopIdStr = result.getContent().getName();
            ids.add(Long.valueOf(shopIdStr));
            // 4.3.获取距离
            Distance distance = result.getDistance();
            distanceMap.put(shopIdStr, distance);
        });
        // 5.根据id查询Shop
        String idStr = StrUtil.join(",", ids);
        List<Shop> shops = query().in("id", ids).last("ORDER BY FIELD(id," + idStr + ")").list();
        for (Shop shop : shops) {
            shop.setDistance(distanceMap.get(shop.getId().toString()).getValue());
        }
        // 6.返回
        return Result.ok(shops);
    }

### 使用 Redis 实现黑马点评商户系统缓存的最佳实践 #### 解决缓存雪崩问题 为了防止大量请求同时到达导致缓存失效而引发的数据库压力骤增现象,可以采用多层缓存架构。通过引入本地缓存(如 Caffeine)与分布式缓存(如 Redis),能够有效缓解这一状况。当发生大规模并发访问时,即使部分节点上的 Redis 缓存过期,仍然可以从其他存活实例获取所需资源;而对于完全缺失的情况,则借助于近端快速响应的小型内存存储提供临时服务[^1]。 #### 数据库缓存的一致性维护 针对读取操作而言,优先尝试从缓存中检索目标记录。一旦发现对应条目为空缺状态,则转向底层持久化设施进行实际查询工作,并随后将获得的结果同步保存至高速缓冲区以便后续重复利用。对于更新事务来说,遵循先完成对关系型数据库内实体属性变更处理后再移除关联键值的原则,以此保障两者间尽可能高的匹配程度[^2]。 ```java // Java代码片段展示如何安全地执行上述流程 public class CacheService { private final StringRedisTemplate stringRedisTemplate; /** * 根据ID查询店铺信息 */ public Shop queryById(Long id) { // 尝试从Caffeine缓存中加载数据 ValueOperations<String, String> valueOps = stringRedisTemplate.opsForValue(); // 如果Caffeine未命中,则继续向Redis发起请求... Object resultFromCache = caffeineCache.getIfPresent(id.toString()); if (resultFromCache != null){ return JSON.parseObject(resultFromCache.toString(), Shop.class); } // ...若仍无果,则最终回退到DB层面做最后的努力 String dbResult = valueOps.get("shop:" + id); if(dbResult == null || "".equals(dbResult)){ // 查询数据库并将结果放入两处缓存之中 Shop shop = shopRepository.findById(id).orElseThrow(() -> new RuntimeException("找不到该商店")); // 设置合理的TTL以控制缓存的有效期限 int ttlInSeconds = calculateProperExpirationTimeBasedOnBusinessLogic(); valueOps.set("shop:"+id ,JSON.toJSONString(shop),ttlInSeconds, TimeUnit.SECONDS); caffeineCache.put(id.toString(), JSON.toJSONString(shop)); return shop; }else{ // 更新Caffeine缓存中的副本 caffeineCache.put(id.toString(),dbResult); return JSON.parseObject(dbResult, Shop.class); } } } ``` #### 处理缓存穿透及击穿风险 为了避免恶意攻击者故意构造不存在的商品编号造成频繁不必要的磁盘I/O开销,建议采取预填充策略预先植入一些默认占位符对象进入缓存体系内部。与此同时,还可以考虑部署布隆过滤器来初步筛选掉那些明显不合逻辑的输入参数组合,从而减少不必要的计算成本消耗。另外,在面对突发流量高峰期间可能出现单个热点商品成为瓶颈的问题上,可以通过设置带有生存周期限制的时间戳标记或是基于版本号机制来进行细粒度调控管理[^4]。 #### 锁定机制下的高效协作模式 考虑到多个客户端可能几乎同时触发相同类型的业务场景进而引起竞争条件的发生概率增加,有必要引入轻量级锁定协议确保每次只有一个进程有权修改特定范围内的共享变量内容。这里推荐使用 `SETNX` 原语配合定时自毁特性构建简易可靠的互斥锁结构体,既简单又实用[^5]。
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