利用GeoHash優化查詢附近門店功能

1.背景

有一個營銷砍價活動，當用戶報名完成後，需要選擇去領取活動商品的門店，可選的門店列表需要按照距離當前用戶經緯度最近的3家門店進行距離排序，假設候選門店有10000家門店。具體demo如下圖：

2. 方案

2.1 思路

• 思路一：暴力解法。維持一個只有3個結點的小根堆，遍歷10000家門店即可，比如使用java的PriorityQueue隊列可實現。缺點是比較耗時，需要遍歷所有門店進行距離計算，然後進行排序。

• 思路二：使用GeoHash算法（這裏不做重點講解）來優化，首先在活動綁定門店表（包含經緯度信息）中新加一列表示當前的geohash值。然後從精度依次範圍查詢，比如精度爲GeoHash精度5位，即5KM（實際4.9KM）以內的門店，若匹配到3家門店立即返回，否則匹配精度4位的，直到匹配到精度爲1位的（這裏同一精度的門店任選3家即可，然後進行3家門店排序，舉個例子：比如匹配到5KM內的門店有20家，只取任意3家，且只對這3家進行排序即可）。

  • 匹配geohash精度5位，即5KM（實際4.9KM）以內的門店
  • 匹配geohash精度4位，即20KM（實際19.5KM）以內的門店
  • 匹配geohash精度3位，即156M（實際156KM）以內的門店
  • 匹配geohash精度2位，即624KM（實際624.1KM）以內的門店
  • 匹配geohash精度1位，即5000KM（實際19.5KM）以內的門店

2.2 GeoHash實踐

2.2.1 活動綁定門店表增加geohash字段

id（自增，bigint）	shop_id（門店ID，bigint）	lon(經度，String)	lat(緯度，String)	geohash（String）
23	234232	119.466602	29.214044	wthynw2b

2.2.2 構造查詢SQL

SELECT * FROM t_cmc_act_child_shop
WHERE is_deleted = 0
AND act_id =990
AND geohash LIKE CONCAT(#{geoCode,jdbcType=VARCHAR}, '%');
limit 3

2.3 代碼

• 在每次創建活動時需要構造活動綁定門店表的geohash字段，構造過程代碼如下：

  public static String getGeohashStringWithBitLen(String longitude, String latitude, int bitLen) {
    if(Strings.isNullOrEmpty(longitude) || Strings.isNullOrEmpty(latitude)) {
      return "";
    }
    double longitudeValue, latitudeValue;
    try {
      longitudeValue = Double.valueOf(longitude);
      latitudeValue = Double.valueOf(latitude);
      return GeohashUtils.encodeLatLon(latitudeValue, longitudeValue, bitLen);
    } catch (Exception e) {
      log.error("[GeoHashUtils-getGeohashStringWithBitLen] 轉換 geohash 失敗", e);
    }
    return "";
  }
  

• 依次根據精度進行查詢，直接選擇出最近3家門店即可返回，代碼如下：

  private List<ActJoinChildShopDTO> doGetNearbyShopList(Long actId, String userLongitude, String userLatitude) {
    // 校驗省略
    List<ActJoinChildShopDTO> allActJoinChildShopDs = Lists.newArrayList();
    int precision = 5;
    for(; precision >= 1; precision--) {
      List<ActJoinChildShopDTO> tempActJoinChildShopDTOS = getNearbyShopList(precision, userLongitude, userLatitude, actIds);
      allActJoinChildShopDs.addAll(tempActJoinChildShopDTOS);
      if(allActJoinChildShopDs.size() >= 3) {
        // 按距離進行排序
        allActJoinChildShopDs.sort(Comparator.comparing(ActJoinChildShopDTO::getShopDistance));
        return allActJoinChildShopDs.subList(0, 3);
      }
    }
    return Lists.newArrayList();
  }
  
  private List<ActJoinChildShopDTO> getNearbyShopList(int bitLength, String userLongitude, String userLatitude, Long actId) {
    String geohash = GeoHashUtils.getGeohashStringWithBitLen(userLongitude, userLatitude, bitLength);
    if(Strings.isNullOrEmpty(geohash)) {
      return Collections.emptyList();
    }
    // 數據庫sql查詢
    List<ActChildShopDTO> actChildShopDTOS = actChildShopRepository.getNearbyActChildShops(geohash, actIds);
    // 轉換結果並返回（其中需要根據經緯度計算距離）
    ......
  }