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Redis GEO 52 位整数的经纬分布

ai 2025/6/20 14:07:01

文章目录

- - Geohash 编码的位排列规则
  - 编码过程原理（源码解析）
  - 为什么采用交错存储？
  - 解码过程
  - 精度说明

在 Redis 的 GEO 实现中，经度和纬度的编码方式是 交错存储而不是分离存储的。在 52 位的 Geohash 编码中，经度（longitude）和纬度（latitude）的比特位是 交替排列的，而不是物理上分开的区块。

具体结构如下：

Geohash 编码的位排列规则

位位置（从最高位开始）	0	1	2	3	4	…	50	51
对应坐标	经度	纬度	经度	纬度	经度	…	经度	纬度

偶数索引位（0,2,4,…,50）：存储经度信息（共 26 位）
奇数索引位（1,3,5,…,51）：存储纬度信息（共 26 位）

编码过程原理（源码解析）

Redis 的 Geohash 编码实现在 geohash.c 文件中，核心逻辑在 geohashEncode() 函数中：

// redis/src/geohash.c
void geohashEncode(...) {// ...for (i = 0; i < step; i++) {double lat_offset, lng_offset;uint64_t bits = 0;// 交替处理经度和纬度if (i % 2 == 0) {// 偶数位：处理经度lng_offset = (lng_range[0] + lng_range[1]) / 2;if (longitude >= lng_offset) {bits |= 1;lng_range[0] = lng_offset;} else {lng_range[1] = lng_offset;}} else {// 奇数位：处理纬度lat_offset = (lat_range[0] + lat_range[1]) / 2;if (latitude >= lat_offset) {bits |= 1;lat_range[0] = lat_offset;} else {lat_range[1] = lat_offset;}}hash->bits = (hash->bits << 1) | bits;}
}

为什么采用交错存储？

空间局部性保留：
- 经纬度交错排列保持了地理位置的连续性
- 相邻地理位置的 Geohash 值会有更长的公共前缀（临界特性）
范围查询优化：

// redis/src/geo.c
void georadiusGetAreasByShape(geoRange *r) {// 范围查询时会自动对齐Z阶曲线geohashBoundingBox(r->longitude, r->latitude, r->radius);
}

这种排列使得经度/纬度联合查询可以直接通过位操作实现

与Z阶曲线的兼容：
交错存储本质上实现了莫顿码(Morton Code)，将二维坐标映射到一维曲线时能最小化空间跳跃

解码过程

当需要反向获取坐标时，Redis 会分离这些位：

// redis/src/geohash.c
int decodeGeohash(uint64_t bits, double *xy) {double lat_range[] = {-90, 90};double lng_range[] = {-180, 180};// 交替处理52位for (int i = 51; i >= 0; i--) {uint64_t bit = (bits >> i) & 1;if (i % 2 == 0) { // 经度位double mid = (lng_range[0] + lng_range[1]) / 2;if (bit) lng_range[0] = mid;else lng_range[1] = mid;} else { // 纬度位double mid = (lat_range[0] + lat_range[1]) / 2;if (bit) lat_range[0] = mid;else lat_range[1] = mid;}}xy[0] = (lng_range[0] + lng_range[1]) / 2;xy[1] = (lat_range[0] + lat_range[1]) / 2;
}