使用 redis-py 储存地理位置数据

黄健宏异步图书

Redis 3.2 版本的其中一个重要更新就是提供了对地理位置（GEO）数据的支持，这一特性允许用户将地理位置信息储存到 Redis 数据库中，并对它们执行距离计算、范围查找等操作。

尽管 Redis 3.2 正式释出已经有一段时间了，但是 Redis 最常用的 Python 库 redis-py 却一直没有添加对 GEO 特性的支持，这给使用 Python 操作 Redis 的用户们带来了不少麻烦。

可喜的是，今天笔者在逛 github 的时候，发现 redis-py 的最新版本已经添加了对 GEO 特性的支持，所以今天就让我们一起来看看如何在 redis-py 中处理地理位置数据。

下载并安装新版 redis-py

因为支持 GEO 命令的最新版 redis-py 仍处于开发阶段，所以它无法通过 pypi 取得。为此，我们需要从 redis-py 的 github 页面手动克隆最新版本的 redis-py ：

$ git clone git@github.com:andymccurdy/redis-py.git

在克隆操作执行完毕之后，我们进入到 redis-py 文件夹中，然后将这个新版本安装到系统中：

$cd redis-py
$sudo setup.py install

如果你的系统已经安装了其他版本的 redis-py ，那么记得在安装新版之前，先将旧版本卸载掉。

在安装操作执行完毕之后，我们在解释器中载入 redis-py 库：

>>> from redis import Redis
>>> r = Redis()

通过对 Redis() 对象的属性进行访问，我们可以确认各个 GEO 命令在 redis-py 中都有了相应的方法：

>>> for i in dir(r):
...   if i.startswith("geo"):
...     print(i)
...
geoadd
geodist
geohash
geopos
georadius
georadiusbymember

接下来，就让我们逐个试试这些方法。

添加地理位置

首先要测试的是 geoadd() 方法，这个方法调用的是 Redis 的 GEOADD 命令，它的文档如下：

geoadd(self, name, *values) method of redis.client.Redis instance
    Add the specified geospatial items to the specified key identified
    by the ``name`` argument. The Geospatial items are given as ordered
    members of the ``values`` argument, each item or place is formed b
    the triad latitude, longitude and name.

作为例子，以下代码展示了如何使用 geoadd() 方法，将清远、广州和佛山这三个城市的坐标添加到 "Guangdong" 这个键里面：

>>> r.geoadd("Guangdong", "113.2099647", "23.593675", "Qingyuan", 113.2278442, 23.1255978, "Guangzhou", 113.106308, 23.0088312, "Foshan")
3

获取地理位置

在将地理位置储存到键里面之后，我们就可以使用 GEOPOS 命令去获取已储存的地理位置信息。在 redis-py 里面， GEOPOS 命令可以通过执行 geopos() 方法来调用，以下是这一方法的文档：

geopos(self, name, *values) method of redis.client.Redis instance
    Return the postitions of each item of ``values`` as members of
    the specified key identified by the ``name``argument. Each position
    is represented by the pairs lat and lon.

比如说，以下代码就展示了如何使用 geopos() 方法去从 "Guangdong" 键中获取清远和广州的地理位置：

>>> r.geopos("Guangdong", "Qingyuan", "Guangzhou")
[(113.20996731519699, 23.593675019671288), (113.22784155607224, 23.125598202060807)]

计算两地间的距离

对于被储存的两个地理位置，我们可以使用 GEODIST 命令去计算它们之间的距离，而这个命令在 redis-py 中可以通过同名的 geodist() 方法去调用，以下是该方法的文档说明：

geodist(self, name, place1, place2, unit=None) method of redis.client.Redis instance
    Return the distance between ``place1`` and ``place2`` members of the
    ``name`` key.
    The units must be one o fthe following : m, km mi, ft. By default
    meters are used.

比如说，要计算清远和广州之间的距离，我们可以执行以下代码：

>>> r.geodist("Guangdong", "Qingyuan", "Guangzhou")
52094.4338

因为 GEODIST 命令默认使用米作为单位，所以它返回了 52094.4338 米作为结果，为了让这个结果更为直观一些，我们可以将 GEODIST 命令的单位从米改为千米（公里）：

>>> r.geodist("Guangdong", "Qingyuan", "Guangzhou", unit="km")
52.0944

现在，我们可以更直观地看到清远和广州之间相距 52.0944 公里了。

范围查找

Redis 的 GEORADIUS 命令和 GEORADIUSBYMEMBER 命令可以让用户基于指定的地理位置或者已有的地理位置进行范围查找， redis-py 也通过同名的 georadius() 方法和 georadiusbymember() 方法来执行这两个命令。

以下是 georadius() 方法的文档：

georadius(self, name, longitude, latitude, radius, unit=None, withdist=False, withcoord=False, withhash=False, count=None, sort=None, store=None, store_dist=None) method of redis.client.Redis instance
    Return the members of the of the specified key identified by the
    ``name``argument which are within the borders of the area specified
    with the ``latitude`` and ``longitude`` location and the maxium
    distnance from the center specified by the ``radius`` value.

    The units must be one o fthe following : m, km mi, ft. By default

    ``withdist`` indicates to return the distances of each place.

    ``withcoord`` indicates to return the latitude and longitude of
    each place.

    ``withhash`` indicates to return the geohash string of each place.

    ``count`` indicates to return the number of elements up to N.

    ``sort`` indicates to return the places in a sorted way, ASC for
    nearest to fairest and DESC for fairest to nearest.

    ``store`` indicates to save the places names in a sorted set named
    with a specific key, each element of the destination sorted set is
    populated with the score got from the original geo sorted set.

    ``store_dist`` indicates to save the places names in a sorted set
    named with a sepcific key, instead of ``store`` the sorted set
    destination score is set with the distance.

而以下则是 georadiusbymember() 方法的文档：

georadiusbymember(self, name, member, radius, unit=None, withdist=False, withcoord=False, withhash=False, count=None, sort=None, store=None, store_dist=None) method of redis.client.Redis instance
    This command is exactly like ``georadius`` with the sole difference
    that instead of taking, as the center of the area to query, a longitude
    and latitude value, it takes the name of a member already existing
    inside the geospatial index represented by the sorted set.

作为例子，以下代码展示了如何通过给定深圳的地理坐标（114.0538788，22.5551603）来查找位于它指定范围之内的其他城市，这一查找操作是通过 georadius() 方法来完成的：

>>> r.georadius("Guangdong", 114.0538788, 22.5551603, 100, unit="km", withdist=True)
[]  # 没有城市在深圳的半径 100 公里之内

>>> r.georadius("Guangdong", 114.0538788, 22.5551603, 120, unit="km", withdist=True)
[['Foshan', 109.4922], ['Guangzhou', 105.8065]]  # 佛山和广州都在深圳的半径 120 公里之内

>>> r.georadius("Guangdong", 114.0538788, 22.5551603, 150, unit="km", withdist=True)
[['Foshan', 109.4922], ['Guangzhou', 105.8065], ['Qingyuan', 144.2205]]  # 佛山、广州和清远都在深圳的半径 150 公里之内

另一方面，以下代码则展示了如何通过 georadiusbymember() 方法，找出位于广州指定半径范围内的其他城市：

>>> r.georadiusbymember("Guangdong", "Guangzhou", 30, unit="km", withdist=True)
[['Guangzhou', 0.0], ['Foshan', 17.9819]]  # 佛山在广州的半径 30 公里范围之内

>>> r.georadiusbymember("Guangdong", "Guangzhou", 100, unit="km", withdist=True)
[['Foshan', 17.9819], ['Guangzhou', 0.0], ['Qingyuan', 52.0944]]  # 佛山和清远都在广州的半径 100 公里范围之内

获取 geohash

最后，用户可以通过 geohash() 方法调用 GEOHASH 命令，以此来获得指定地理位置的 geohash 值，以下是该方法的文档：

geohash(self, name, *values) method of redis.client.Redis instance
    Return the geo hash string for each item of ``values`` members of
    the specified key identified by the ``name``argument.

作为例子，以下代码展示了如何获取清远、广州和佛山的 geohash 值：

>>> r.geohash("Guangdong", "Qingyuan", "Guangzhou", "Foshan")
['ws0w0phgp70', 'ws0e89curg0', 'ws06vu9s0j0']

结语

好的，这次关于使用 redis-py 处理 GEO 数据的介绍就到此结束，希望这篇文章能够帮助大家更好地了解 redis-py 对 GEO 数据的支持，也希望这个新版本的 redis-py 能够尽早释出，让大家能够尽快地在 redis-py 里面用上 GEO 命令。

黄健宏
2016.8.12

版权声明

本文授权转载自 http://blog.huangz.me/diary/2016/redis-py-geo-support.html

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关于作者

黄健宏（huangz），男，1990年出生，目前是程序员、技术图书作者和译者。著有《Redis设计与实现》，翻译了《Redis命令参考》《Disque使用教程》等技术文档。想要了解更多关于黄健宏的信息，请访问他的个人网站huangz.me。译作《Redis实战》，由人民邮电出版社异步社区出版。

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