面试题：Redis如何助力优化MySQL地理位置数据查询的缓存策略

Question

在利用Redis缓存策略优化MySQL地理位置数据查询场景中，简述如何设计Redis的数据结构来缓存常用的地理位置查询结果，比如按区域范围查询。假设MySQL表中有记录地理位置的经纬度字段，给出大致的Redis数据结构设计思路及相关操作命令。

Answer 1

Redis数据结构设计思路

1. 使用Sorted Set：Sorted Set非常适合存储地理位置相关数据，它以 (member, score) 的形式存储数据，我们可以将经纬度信息编码后作为 member，并根据需求设置合适的 score，例如可以将某个与地理位置相关的索引值作为 score。
2. Geospatial Indexing（地理空间索引）：Redis 3.2 版本后引入了 GEO 相关命令，这对于处理地理位置数据更为方便。可以使用 GEOADD 命令将地理位置信息添加到 Redis 中，GEO 数据在 Redis 内部也是以 Sorted Set 来实现的。

相关操作命令

1. 添加数据（使用GEOADD）：

   GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member ...]
   

   例如，如果 MySQL 表中有一条记录，经纬度分别为 116.4074（经度），39.9042（纬度），地点名称为 beijing，则可以这样添加到 Redis 中：

   GEOADD location:area 116.4074 39.9042 beijing
   

2. 按区域范围查询（使用GEORADIUS）：

   GEORADIUS key longitude latitude radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]
   

   例如，查询以 116.4074 为经度，39.9042 为纬度，半径为 10km 的区域内的所有地点，并返回地点的距离和坐标：

   GEORADIUS location:area 116.4074 39.9042 10 km WITHCOORD WITHDIST
   

3. 如果不使用GEO命令（使用Sorted Set）：
   • 添加数据： 首先要将经纬度编码成唯一的字符串作为 member，比如使用 longitude:latitude 的格式。然后可以选择一个索引值作为 score，例如可以根据地理位置的某种优先级或者按照插入顺序生成一个递增的数字作为 score。

     ZADD location:area 1 "116.4074:39.9042"
     

   • 按区域范围查询：这就需要自己实现一个范围查询逻辑，首先要根据经纬度范围计算出对应的 member 范围，然后使用 ZRANGEBYSCORE 命令来查询。

     ZRANGEBYSCORE location:area min_score max_score
     

   这种方式相对复杂，因为要自己实现范围计算等逻辑，而使用 GEO 命令更为简便和高效。