MySQL附近功能
作者：互联网
MySQL 实现附近人功能纯属学习，并不好用，推荐使用 Search，方案对比：
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方案 |
优势 |
缺点 |
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Mysql外接正方形 |
逻辑清晰，实现简单，支持多条件筛选 |
效率较低，不适合大数据量，不支持按距离排序 |
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Mysql+Geohash |
借助索引有效提高效率，支持多条件筛选 |
不支持按距离排序，存在数据库瓶颈 |
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Redis+Geohash |
效率高，集成便捷，支持距离排序 |
不适合复杂对象存储，不支持多条件查询 |
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集成了 Redis 和 MySQL 的有点既可以条件筛选，距离排序，也可以复杂对象的存储 |
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MySQL依然可以实现附近的人的功能，两种方案，
方案一：Mysql+外接正方形
实现思路：
以当前用户为圆心，以给定距离为半径画圆，那么在这个圆内的所有用户信息就是符合结果的信息，直接检索圆内的用户坐标难以实现，
我们可以通过获取这个圆的外接正方形。
通过外接正方形，获取经度和纬度的最大最小值，根据最大最小值可以将坐标在正方形内的用户信息搜索出来。
此时在外接正方形中不属于圆形区域的部分就属于多余的部分，这部分用户信息距离当前用户（圆心）的距离必定是大于给定半径的，
故可以将其剔除，最终获得指定范围内的附近的人
存储经纬度坐标用的数类型：数据类型为double（10,6）
将地理位置的经度、纬度 分开存储在数据库中:
根据定位中心和半径范围，得出经度的最大值最小值，纬度的最大值最小值，即一个正方形范围，得到范围内的对象集合，
再遍历对象集合，分别计算每个对象的距离是否满足距离小于等于半径，过滤掉不满足条件的对象，即可实现附近的人
求距离 S 半径内的对象时有一部分对象时在圆之外的四个三角区域，若换个思路，求S1 半径范围内的对象
这样得到的对象就都是范围内的对象，若 S1 范围内的对象不够再查找 S 范围的对象进行过滤
计算给定中心坐标，半径范围内的经纬度范围(单位需要统一，用米/或者KM都可以)
public class GeoUtils {
//地球半径（米）
private static final double EARTH_RADIUS = 6371000d;
//弧度
public static final double RADIANS_TO_DEGREES = 180 / Math.PI;
public static final double DEGREES_TO_RADIANS = Math.PI / 180;
/**
* 根据中心点经纬度，计算半径范围内的经纬度范围
*
* @param centerLon 中心点经度
* @param centerLat 中心点纬度
* @param dist 半径范围(米)
* @return
*/
public static Map<String, Double> findPosition(double centerLon, double centerLat, double dist) {
//先计算查询点的经纬度范围
double lonRad = 2 * Math.asin(Math.sin(dist / (2 * EARTH_RADIUS)) / Math.cos(centerLat * Math.PI / 180));
//角度转为弧度
lonRad = lonRad * RADIANS_TO_DEGREES;
double latRad = dist / EARTH_RADIUS;
latRad = latRad * 180 / Math.PI;
//经度最小值
double minLon = centerLon - lonRad;
//经度最大值
double maxLon = centerLon + lonRad;
//纬度最小值
double minLat = centerLat - latRad;
//纬度最大值
double maxLat = centerLat + latRad;
HashMap<String, Double> geoMap = new HashMap<>();
geoMap.put("minLat", minLat);
geoMap.put("maxLat", maxLat);
geoMap.put("minLon", minLon);
geoMap.put("maxLon", maxLon);
return geoMap;
}
/**
* 求地球表面两点间的距离
*
* @param centerLon 中心点经度
* @param centerLat 中心点纬度
* @param targetLon 目标经度
* @param targetLat 目标纬度
* @return
*/
public static double getDistance(double centerLon, double centerLat, double targetLon, double targetLat) {
//计算中心点经纬度弧度
double centerLonRad = centerLon * DEGREES_TO_RADIANS;
double centerLatRad = centerLat * DEGREES_TO_RADIANS;
//计算目标点经纬度弧度
double targetLonRad = targetLon * DEGREES_TO_RADIANS;
double targetLatRad = targetLat * DEGREES_TO_RADIANS;
//计算经纬度的差
double diffX = Math.abs(centerLonRad - targetLonRad);
double diffY = Math.abs(centerLatRad - targetLatRad);
//计算正弦
double hsinX = Math.sin(diffX / 2);
double hsinY = Math.sin(diffY / 2);
//计算余弦
double centerLatRad_cos = Math.cos(centerLatRad);
double targetLatRad_cos = Math.cos(targetLatRad);
double h = power(hsinY, 2) + (centerLatRad_cos * targetLatRad_cos * power(hsinX, 2));
//两点的距离
double dist = EARTH_RADIUS * 2 * Math.atan2(Math.sqrt(h), Math.sqrt(1 - h));
return dist;
}
/**
* 经纬度剔除小数点(直接剔除不舍入)，保留6位
*
* @param number 经度/纬度
* @return
*/
public static Double geoRound6Pla(Double number) {
BigDecimal numDigd = new BigDecimal(number);
number = numDigd.setScale(6, BigDecimal.ROUND_DOWN).doubleValue();
return number;
}
public static void main(String[] args) {
//中心点经纬度
double x1 = 102.604646;
double y1 = 24.239485;
//目标点经纬度
double x2 = 103.634895;
double y2 = 24.778173;
Map<String, Double> position = GeoUtils.findPosition(x1, y1, 130000 );
double distance = GeoUtils.getDistance(x1, y1, x2, y2);
System.out.println(position);
System.out.println(distance);
}
}
打印：
{
minLon=101.32248517333221,
maxLat=25.40860308769435,
minLat=23.070366912305648,
maxLon=103.8868068266678
}
120220.59030376052
使用示例
Long distance = NOTICE_DISTANCE;
publishNotice.setGeoLat(null);
publishNotice.setGeoLon(null);
Map<String, Double> geoMap = GeoUtils.findPosition(X, Y, distance);
Double minLat = geoMap.get("minLat");
Double maxLat = geoMap.get("maxLat");
Double minLon = geoMap.get("minLon");
Double maxLon = geoMap.get("maxLon");
//保留6位小数点（尽量取多的小数点，保证计算精度）
minLat = GeoUtils.geoRound6Pla(minLat);
maxLat = GeoUtils.geoRound6Pla(maxLat);
minLon = GeoUtils.geoRound6Pla(minLon);
maxLon = GeoUtils.geoRound6Pla(maxLon);
//组装SQL语句
query.between("geo_lon", minLon, maxLon)
.between("geo_lat", minLat, maxLat);
iPage = page(page, query);
noticeList = iPage.getRecords();
noticeList = this.distFilter(noticeList, X, Y, distance);
}
过滤距离超过指定距离的
/**
* 计算距离,过滤超出距离范围的元素
*
* @param noticeList 通告集合
* @param centerLon 中心位置经度
* @param centerLat 中心位置纬度
* @param distance 距离半径
*/
private List<PublishNotice> distFilter(List<PublishNotice> noticeList, Double centerLon, Double centerLat, Long distance) {
noticeList = noticeList.parallelStream()
.map(notice -> {
Double geoLon = notice.getGeoLon();
Double geoLat = notice.getGeoLat();
double dist = GeoUtils.getDistance(centerLon, centerLat, geoLon, geoLat);
notice.setDistance(Math.round(dist));
return notice;
}).filter(notice -> notice.getDistance() <= distance)
.sorted(Comparator.comparing(PublishNotice::getDistance))
.collect(Collectors.toList());
return noticeList;
}
使用框架依赖不用自己写计算工具类：
在实现附近的人搜索中，需要根据位置经纬度点，进行一些距离和范围的计算，比如求球面外接正方形的坐标点，球面两坐标点的距离等，可以引入Spatial4j 库。
<dependency>
<groupId>com.spatial4j</groupId>
<artifactId>spatial4j</artifactId>
<version>0.5</version>
</dependency>
建表举例：
CREATE TABLE `user` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '名称', `longitude` double DEFAULT NULL COMMENT '经度', `latitude` double DEFAULT NULL COMMENT '纬度', `create_time` datetime DEFAULT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间', PRIMARY KEY (`id`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
public class User {
private int id;
private String name;
private double longitude;//经度,
private double latitude;//纬度,
private LocalDateTime createTime;//创建时间,
}
Controller方法
public class GeoTestController {
private SpatialContext spatialContext = SpatialContext.GEO;
/**
* 获取附近x米的人
*
* @param distance 距离范围 单位km
* @param userLng 当前经度
* @param userLat 当前纬度
* @return json
*/
@GetMapping("/nearby")
public String nearBySearch(@RequestParam("distance") double distance,
@RequestParam("userLng") double userLng,
@RequestParam("userLat") double userLat) {
//1.获取外接正方形
Rectangle rectangle = getRectangle(distance, userLng, userLat);
//2.获取位置在正方形内的所有用户
List<User> users = userMapper.selectUser(rectangle.getMinX(), rectangle.getMaxX(), rectangle.getMinY(), rectangle.getMaxY());
//3.剔除半径超过指定距离的多余用户
users = users.stream()
.filter(a -> getDistance(a.getLongitude(), a.getLatitude(), userLng, userLat) <= distance)
.collect(Collectors.toList());
return JSON.toJSONString(users);
}
/**
* 中心坐标和半径距离，获取方形经纬度范围
*
* @param distance 距离半径
* @param lon 经度
* @param lat 纬度
* @return
*/
private Rectangle getRectangle(double distance, double lon, double lat) {
Rectangle rectangle = spatialContext.getDistCalc()
.calcBoxByDistFromPt(spatialContext.makePoint(lon, lat),
distance * DistanceUtils.KM_TO_DEG, spatialContext, null);
return rectangle;
}
}
Mapper文件的SQL语句：
<select id="selectUser" resultMap="BaseResultMap">
SELECT * FROM user
WHERE 1=1
and (longitude BETWEEN ${minlng} AND ${maxlng})
and (latitude BETWEEN ${minlat} AND ${maxlat})
</select>
方案二：Mysql+geohash
引入了geohash算法，同时在查询上借助索引
geohash被广泛应用于位置搜索类的业务中，本文不对它进行展开说明，有兴趣的同学可以看一下这篇博客: https://www.cnblogs.com/LBSer/p/3310455.html
GeoHash算法将经纬度坐标点编码成一个字符串,距离越近的坐标，转换后的geohash字符串越相似,例如下表数据：
|
用户 |
经纬度 |
Geohash字符串 |
|
小明 |
116.402843,39.999375 |
wx4g8c9v |
|
小华 |
116.3967,39.99932 |
wx4g89tk |
|
小张 |
116.40382,39.918118 |
wx4g0ffe |
其中根据经纬度计算得到的geohash字符串，不同精度（字符串长度）代表了不同的距离误差。具体的不同精度的距离误差可参考下表：
|
geohash码长度 |
宽度 |
高度 |
|
1 |
5,009.4km |
4,992.6km |
|
2 |
1,252.3km |
624.1km |
|
3 |
156.5km |
156km |
|
4 |
39.1km |
19.5km |
|
5 |
4.9km |
4.9km |
|
6 |
1.2km |
609.4m |
|
7 |
152.9m |
152.4m |
|
8 |
38.2m |
19m |
|
9 |
4.8m |
4.8m |
|
10 |
1.2m |
59.5cm |
|
11 |
14.9cm |
14.9cm |
|
12 |
3.7cm |
1.9cm |
实现思路：
- 使用Mysql存储用户信息，其中包括用户的经纬度信息和geohash字符串。
- 添加新用户时计算该用户的geohash字符串，并存储到用户表中
- 当要查询某一gps附近指定距离的用户信息时，通过比对geohash误差表确定需要的geohash字符串精度
- 计算获得某一精度的当前坐标的geohash字符串，通过WHERE geohash Like 'geohashcode%'来查询数据集
- 如果geohash字符串的精度远大于给定的距离范围时，查询出的结果集中必然存在在范围之外的数据
计算两点之间距离，对于超出距离的数据进行剔除。
建表结构：
CREATE TABLE `user_geohash` ( `id` int(11) NOT NULL AUTO_INCREMENT, `name` varchar(255) DEFAULT NULL COMMENT '名称', `longitude` double DEFAULT NULL COMMENT '经度', `latitude` double DEFAULT NULL COMMENT '纬度', `geo_code` varchar(64) DEFAULT NULL COMMENT '经纬度所计算的geohash码', `create_time` datetime DEFAULT NULL ON UPDATE CURRENT_TIMESTAMP COMMENT '创建时间', PRIMARY KEY (`id`), KEY `index_geo_hash` (`geo_code`) ) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=utf8mb4;
Java Bean
public class UserGeohash {
private int id;
private String name;
private double longitude;//经度,
private double latitude;//纬度,
private String geoCode;
private LocalDateTime createTime;//创建时间,
｝
控制层
public class GeoHashController {
private SpatialContext spatialContext = SpatialContext.GEO;
/***
* 添加用户
* @return
*/
@PostMapping("/addUser")
public boolean add(@RequestBody UserGeohash user) {
//默认精度12位
String geoHashCode = GeohashUtils.encodeLatLon(user.getLatitude(), user.getLongitude());
return userGeohashService.save(user.setGeoCode(geoHashCode), user.setCreateTime(LocalDateTime.now()));
}
/**
* 获取附近指定范围的人
*
* @param distance 距离范围 单位km
* @param len geoHash的精度
* @param userLng 当前经度
* @param userLat 当前纬度
* @return json
*/
@GetMapping("/nearby")
public String nearBySearch(@RequestParam("distance") double distance,
@RequestParam("len") int len,
@RequestParam("userLng") double userLng,
@RequestParam("userLat") double userLat) {
//1.根据要求的范围，确定geoHash码的精度，获取到当前用户坐标的geoHash码
String geoHashCode = GeohashUtils.encodeLatLon(userLat, userLng, len);
QueryWrapper<UserGeohash> queryWrapper = new QueryWrapper<UserGeohash>()
.likeRight("geo_code", geoHashCode);
//2.匹配指定精度的geoHash码
List<UserGeohash> users = userGeohashService.list(queryWrapper);
//3.过滤超出距离的
users = users.stream()
.filter(a -> getDistance(a.getLongitude(), a.getLatitude(), userLng, userLat) <= distance)
.collect(Collectors.toList());
return JSON.toJSONString(users);
}
/***
* 球面中，两点间的距离
* @param longitude 经度1
* @param latitude 纬度1
* @param userLng 经度2
* @param userLat 纬度2
* @return 返回距离，单位km
*/
private double getDistance(Double longitude, Double latitude, double userLng, double userLat) {
double distance = spatialContext.calcDistance(spatialContext.makePoint(userLng, userLat),
spatialContext.makePoint(longitude, latitude)) * DistanceUtils.DEG_TO_KM;
return distance;
}
}
通过上面几步，就可以实现这一业务场景，不仅提高了查询效率，并且保护了用户的隐私，不对外暴露坐标位置。并且对于同一位置的频繁请求，如果是同一个geohash字符串，可以加上缓存，减缓数据库的压力。
边界优化问题：
geohash算法将地图分为一个个矩形，对每个矩形进行编码，得到geohash码，但是当前点与待搜索点距离很近但是恰好在两个区域，用上面的方法则就不适用了。解决这一问题的办法：获取当前点所在区域附近的8个区域的geohash码，一并进行筛选。
如何求解附近的8个区域的geohash码可参考 : https://blog.csdn.net/dokd229933/article/details/47021515 了解了思路，这里我们可以使用第三方开源库ch.hsr.geohash来计算，通过maven引入
<dependency>
<groupId>ch.hsr</groupId>
<artifactId>geohash</artifactId>
<version>1.0.10</version>
</dependency>
/**
* 获取附近指定范围的人
*
* @param distance 距离范围 单位km
* @param len geoHash的精度
* @param userLng 当前经度
* @param userLat 当前纬度
* @return json
*/
@GetMapping("/nearby")
public String nearBySearch(@RequestParam("distance") double distance,
@RequestParam("len") int len,
@RequestParam("userLng") double userLng,
@RequestParam("userLat") double userLat) {
//1.根据要求的范围，确定geoHash码的精度，获取到当前用户坐标的geoHash码
GeoHash geoHash = GeoHash.withCharacterPrecision(userLat, userLng, len);
//2.获取到用户周边8个方位的geoHash码
GeoHash[] adjacent = geoHash.getAdjacent();
QueryWrapper<UserGeohash> queryWrapper = new QueryWrapper<UserGeohash>()
.likeRight("geo_code",geoHash.toBase32());
Stream.of(adjacent).forEach(a -> queryWrapper.or().likeRight("geo_code",a.toBase32()));
//3.匹配指定精度的geoHash码
List<UserGeohash> users = userGeohashService.list(queryWrapper);
//4.过滤超出距离的
users = users.stream()
.filter(a ->getDistance(a.getLongitude(),a.getLatitude(),userLng,userLat)<= distance)
.collect(Collectors.toList());
return JSON.toJSONString(users);
}
标签：distance,功能,double,param,geohash,距离,MySQL,Math,附近 来源： https://www.cnblogs.com/Alay/p/15092501.html