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文章目录
- **Redis GEO 底层实现（结合源码分析）**
- **(1) GEO 命令的底层调用**
- **(2) Geohash 编码**
- **(3) 存储结构**
- **2. 为什么纬度限制在 85°？**
- **(1) Geohash 的边界问题**
- **(2) 地球的投影变形**
- **(3) 源码中的限制**
- **3. 总结**
Redis GEO 底层实现（结合源码分析）
(1) GEO 命令的底层调用
Redis 的 GEO 相关命令（如 GEOADD、GEODIST、GEORADIUS）最终都会调用 zset 的操作。例如：
GEOADD实际上是调用了zadd，但会先对经纬度进行编码。GEORADIUS会先计算目标区域的 Geohash 范围，然后查询 Sorted Set 中符合条件的成员。
(2) Geohash 编码
Redis 使用 Geohash 算法将经纬度编码成一个 52 位整数（score），具体逻辑在 geohash.c 中：
// redis/src/geohash.c
uint64_t geohashEncodeWGS84(double longitude, double latitude, uint8_t step) {return geohashEncode(/* bounds */ -180, 180, -90, 90, longitude, latitude, step);
}
其中：
longitude范围是[-180, 180]latitude范围是[-90, 90]step表示 Geohash 的精度（Redis 默认使用 26 位 表示经度，26 位 表示纬度，共 52 位）
(3) 存储结构
GEO 数据在 Redis 中的存储形式：
ZSET:Key: "cities:geo"Member: "Beijing"Score: 942457884123456789 (Geohash 编码后的 52 位整数)
2. 为什么纬度限制在 85°？
在 Redis 的 GEO 实现中，纬度范围被限制在 [-85°, 85°]，而不是理论上的 [-90°, 90°]。原因如下：
(1) Geohash 的边界问题
Geohash 使用 Z 阶曲线（Z-order curve） 对二维坐标进行编码。在极地附近（纬度接近 ±90°），经度的变化会导致 Geohash 值剧烈波动，导致：
- 相邻地理位置的 Geohash 值差异巨大，破坏局部性（locality）。
- 范围查询（GEORADIUS）效率降低，因为 Geohash 无法有效表示极地区域。
(2) 地球的投影变形
- 在高纬度地区（如北极/南极附近），墨卡托投影（Mercator Projection） 会导致严重的形变，使得距离计算不准确。
- Redis 使用 Haversine 公式 计算球面距离，但高纬度地区的计算误差会显著增加。
(3) 源码中的限制
在 Redis 的 geo.c 中，可以看到对纬度的限制：
// redis/src/geo.c
int decodeGeohash(double bits, double *xy) {// ...if (xy[1] > 85.05112878 || xy[1] < -85.05112878) {return 0; // 纬度超出范围}// ...
}
这里的 85.05112878° 是 Web Mercator 投影 的最大有效纬度（由 arctan(sinh(π)) 计算得出）。
3. 总结
| 关键点 | 说明 |
|---|---|
| 底层数据结构 | 使用 Sorted Set（zset）存储，Geohash 编码为 score |
| Geohash 编码 | 52 位整数（26 位经度 + 26 位纬度） |
| 纬度限制 | 限制在 [-85°, 85°]，避免极地 Geohash 计算问题 |
| 原因 | Geohash 局部性破坏、投影变形、计算误差 |
因此，Redis GEO 的实现既利用了 Sorted Set 的高效查询特性，又通过 Geohash 和纬度限制保证了地理计算的准确性和性能。