Redis入门（九）

embedded/2024/11/24 15:44:18/

Redis地理空间（GEO）

简介

从版本 3.2 开始，Redis 引入了地理空间支持，允许用户在 Redis 中存储地理位置信息，并执行一些与地理位置相关的操作。

原理

将球体转换为平面，区块转换为一点 

 

基本命令 

1.GEOADD - 将一个或多个地理位置元素添加到指定的键中。每个位置由经度、纬度和成员名称组成。

  • 用途：将一个或多个地理位置元素添加到指定的键中。
  • 语法：GEOADD key longitude latitude member [longitude latitude member ...]
  • 示例：
> GEOADD places 116.404 39.915 "Beijing"
(integer) 1
> GEOADD places -73.993 40.750 "New York"
(integer) 1

2.GEODIST - 计算两个给定成员之间的距离。可以使用不同的单位来返回结果（例如米、千米、英里等）。

  • 用途：计算两个给定成员之间的距离。
  • 语法：GEODIST key member1 member2 [unit]
  • 单位：m（米）、km（千米）、mi（英里）、ft（英尺）
  • 示例：
> GEODIST places Beijing New York km
"10684.4115"

3.GEOPOS - 获取一个或多个成员的位置（即经度和纬度）。

  • 用途：获取一个或多个成员的位置（即经度和纬度）。
  • 语法：GEOPOS key member [member ...]
  • 示例：
> GEOPOS places Beijing
1) 1) "116.40400000000000178698"2) "39.91499999999999943155"

4.GEORADIUS - 在给定的地理位置周围查找所有成员，这些成员位于指定半径内。可以以米或千米为单位指定半径。

  • 用途：在给定的地理位置周围查找所有成员，这些成员位于指定半径内。
  • 语法：GEORADIUS key longitude latitude radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]
  • 示例：
> GEORADIUS places 116.404 39.915 100 km WITHDIST
1) 1) "Beijing"2) "0.0000"

5.GEORADIUSBYMEMBER - 类似于 GEORADIUS，但是是以另一个成员的位置为中心来查找附近的其他成员。

  • 用途：类似于 GEORADIUS，但以另一个成员的位置为中心来查找附近的其他成员。
  • 语法：GEORADIUSBYMEMBER key member radius m|km|ft|mi [WITHCOORD] [WITHDIST] [WITHHASH] [COUNT count] [ASC|DESC] [STORE key] [STOREDIST key]
  • 示例：
> GEORADIUSBYMEMBER places Beijing 100 km WITHDIST
1) 1) "Beijing"2) "0.0000"
  •  参数说明

        WITHCOORD：返回每个成员的经度和纬度。
        WITHDIST：返回每个成员与中心点的距离。
        WITHHASH：返回每个成员的 Geohash 整数值。
        COUNT count：限制返回的结果数量。
        ASC/DESC：按距离升序或降序排列结果。
        STORE key：将结果存储到指定的键中。
        STOREDIST key：将结果的距离存储到指定的键中。

6.GEOHASH - 返回一个或多个位置元素的Geohash表示。

  • 用途：用来表示一个地理位置的大致范围。
  • 语法：GEOHASH key member [member ...]
  • 示例：
# 查找距离北京 100 公里内的所有地点
> GEORADIUS places 116.404 39.915 100 km WITHDIST
1) 1) "Beijing"2) "0.0000"

数据存储 

地理空间数据在 Redis 中是作为有序集合（sorted set）存储的。每个地理位置都有一个唯一的分数，这个分数是由地理位置的经度和纬度计算得出的。因此，Redis 能够高效地处理地理位置的查询。 

 应用场景

附近的人/地点搜索 : 可以快速找到某个地理位置周围的用户或兴趣点。
路径规划 : 虽然 Redis 不直接支持复杂的路径规划算法，但它可以用来辅助计算两点之间的直线距离。
地理围栏 : 当用户进入或离开特定区域时触发事件。 

Redis 流（Stream）

简介 

Redis 流（Stream）是从 Redis 5.0 版本开始引入的一种新的数据类型，用于处理实时数据流。流（Stream）数据类型非常适合用于构建消息队列、日志记录系统、事件溯源等应用场景。

主要特性

持久化：流中的数据会被持久化存储，即使 Redis 重启后数据也不会丢失。
追加只读：流是一个追加只读的数据结构，只能在尾部添加新数据，不能修改已有的数据。
多消费者组：支持多个消费者组（Consumer Groups），每个组可以有多个消费者（Consumers），实现消息的分布式消费。
消息确认：消费者可以确认已经处理的消息，未确认的消息可以被重新消费。
历史消息保留：可以根据需要配置保留一定数量的历史消息，超出的部分会被自动删除。 

底层结构

 一个消息链表，将所有加入的消息都串起来，每个消息都有一个唯一的 ID 和对应的内容。

1Message Content消息内容
2Consumer group消费组，通过XGROUP CREATE 命令创建，同一个消费组可以有多个消费者
3Last_delivered_id游标，每个消费组会有个游标 last_delivered_id，任意一个消费者读取了消息都会使游标 last_delivered_id 往前移动。
4Consumer消费者，消费组中的消费者
5Pending_ids消费者会有一个状态变量，用于记录被当前消费已读取但未ack的消息Id，如果客户端没有ack，这个变量里面的消息ID会越来越多，一旦某个消息被ack它就开始减少。这个pending_ids变量在Redis官方被称之为 PEL(Pending Entries List)，记录了当前已经被客户端读取的消息，但是还没有 ack (Acknowledge character：确认字符），它用来确保客户端至少消费了消息一次，而不会在网络传输的中途丢失了没处理

 

常用命令 

 队列相关指令

1. XADD
  • 用途：向流中添加一条消息。如果指定的Stream 队列不存在，则该命令执行时会新建一个Stream 队列.
  • 语法：XADD key [MAXLEN/LIMIT] count message
  • 示例： 
> XADD mystream * sensor-id 1234 temperature 19.8
1626893541302-0

 * 表示让 Redis 自动生成一个唯一的消息 ID。类似mysql里面主键auto_increment，后面顺序跟着一堆业务key/value。
sensor-id 1234 temperature 19.8 是消息的内容，键值对形式。

信息条目指的是序列号，在相同的毫秒下序列号从0开始递增，序列号是64位长度，理论上在同一毫秒内生成的数据量无法到达这个级别，因此不用担心序列号会不够用。millisecondsTime指的是Redis节点服务器的本地时间，如果存在当前的毫秒时间戳比以前已经存在的数据的时间戳小的话（本地时间钟后跳），那么系统将会采用以前相同的毫秒创建新的ID，也即redis 在增加信息条目时会检查当前 id 与上一条目的 id， 自动纠正错误的情况，一定要保证后面的 id 比前面大，一个流中信息条目的ID必须是单调增的，这是流的基础。
客户端显示传入规则:
Redis对于ID有强制要求，格式必须是 时间戳-自增Id这样的方式，且后续ID不能小于前一个ID
Stream的消息内容，也就是图中的Message Content它的结构类似Hash结构，以key-value的形式存在。
2. XREAD
  •  用途：从一个或多个流中读取消息。只会返回大于指定ID的消息。
  • 语法：XREAD [COUNT count] [BLOCK milliseconds] STREAMS key [key ...] ID [ID ...]
  • 示例：
> XREAD COUNT 2 STREAMS mystream 0
1) 1) "mystream"2) 1) 1) "1626893541302-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "19.8"2) 1) "1626893541303-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "20.1"

count表示最多可以读取多少条消息

BLOCK表示是否以阻塞的方式读取消息，默认不阻塞，如果 milliseconds设置为0，表示 永远阻塞。

$代表特殊ID，表示以当前Stream已经存储的最大的ID作为最后一个ID，当前Stream中不存在大于当前最大ID的消息，因此此时返回nil
0-0代表从最小的ID开始获取Stream中的消息，当不指定count，将会返回Stream中的所有消息，注意也可以使用0（00/000也都是可以的……）

Stream的基础方法，使用xadd存入消息和xread循环阻塞读取消息的方式可以实现简易版的消息队列，交互流程如下：

3. XRANGE
  • 用途：按时间顺序返回流中的消息。
  • 语法：XRANGE key start end [COUNT count]
  • 示例：
> XRANGE mystream - +
1) 1) "1626893541302-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "19.8"
2) 1) "1626893541303-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "20.1"

 - 表示从最早的 ID 开始。
+ 表示到最新的 ID 结束。

4. XREVRANGE 
  • 用途：按逆时间顺序返回流中的消息。
  • 语法：XREVRANGE key end start [COUNT count]
  • 示例： 
> XREVRANGE mystream + -
1) 1) "1626893541303-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "20.1"
2) 1) "1626893541302-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "19.8"
5.XDEL 
  • 用途：删除流中的一个或多个消息。
  • 语法：XDEL key id [id ...]
  • 示例： 
> XDEL mystream 1626893541302-0
(integer) 1
6.XLEN
  • 用途：获取流中的消息数量。
  • 语法：XLEN key
  • 示例：
> XLEN mystream
(integer) 3

 如果尝试获取一个不存在的流的消息数量，XLEN 将返回 0。

消费组相关指令

1. XGROUP CREATE
  • 用途：创建一个新的消费者组。
  • 语法：XGROUP CREATE key groupname id-or-$
  • 示例： 
> XGROUP CREATE mystream group1 0
OK

group1 是消费者组的名称。
0 表示从最早的未确认消息开始消费。

$表示从Stream尾部开始消费

0表示从Stream头部开始消费

创建消费者组的时候必须指定 ID, ID 为 0 表示从头开始消费，为 $ 表示只消费新的消息，队尾新来

2. XREADGROUP 
  • 用途：从流中读取消息，支持消费者组。
  • 语法：XREADGROUP GROUP groupname consumername [COUNT count] [BLOCK milliseconds] STREAMS key [key ...] ID [ID ...]
  • 示例： 
> XREADGROUP GROUP group1 consumer1 COUNT 2 STREAMS mystream >
1) 1) "mystream"2) 1) 1) "1626893541302-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "19.8"2) 1) "1626893541303-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "20.1"

 GROUP group1 consumer1 表示从 group1 消费者组中读取，consumer1 是消费者名称。
> 表示从最新的未确认消息开始消费。

stream中的消息一旦被消费组中的一个消费者读取，就不能被该消费组内的其他成员读取了，即同一个消费组里的消费者不能消费同一条消息，不同消费组的消费者可以消费同一条消息。

让组内的多个消费者共同分担读取消息，我们通常会让每个消费者读取部分消息，从而实现消息读取负载在多个消费者间是均衡分布的。

3. XACK 
  • 用途：确认消息已被成功处理。
  • 语法：XACK key groupname id [id ...]
  • 示例： 
> XACK mystream group1 1626893541302-0
(integer) 1
4. XINFO
  • 用途：获取流的各种信息。
  • 语法：XINFO subcommand key [extra arguments]
  • 示例： 
> XINFO STREAM mystream
1) length
2) (integer) 2
3) first-entry
4) 1) "1626893541302-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "19.8"
5) last-entry
6) 1) "1626893541303-0"2) 1) "sensor-id"2) "1234"3) "temperature"4) "20.1"
5.XPENDING
  • 用途：查询每个消费组内所有消费者[已读取，但尚未确认]的消息，或查看某个消费者具体读取了哪些数据。
  • 语法：XPENDING key groupname [start end count] [consumer]
  • 示例：
> XPENDING mystream group1 - + 10 consumer1
1) 1) "1626893541302-0"2) "consumer1"3) (integer) 10004) (integer) 1

 这表明 consumer1 有 1 条待处理消息。

 应用场景

消息队列：使用 Redis 流可以构建高性能的消息队列系统，支持多消费者组和消息确认机制。
日志记录：流可以用于记录应用程序的日志，支持按时间顺序读取和归档。
事件溯源：流可以用于记录系统的状态变化，支持历史数据的查询和分析。 

 

 


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