LBS JAVA Spring mongoDB

基本介紹

位置服務(LBS)解決的主要問題是當前位置周圍某個範圍內的人或場所.
在傳統的解決方案,開發人員需要根據複雜的幾何運算與大量的SQL語句進行查找,這無疑加大的開發人員的開發難度.
現在我們需要更爲方便的解決方案,MongoDB爲我們完美解決此類LBS問題.此篇文章也主要使用SpringData,將spring與MongoDB進行整合.

二維地圖

MongoDB目前支持二維的地圖查詢,查詢區域包括圓形與矩形,距離單位包括MILES,KILOMETERS,NEUTRAL,下面的示例演示距離單位爲NEUTRAL,而實際生產應用中則會用到MILES與KILOMETERS.

MongoDB示例

首先定義一個位置集合,給定a,b,c,d節點.

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> db.createCollection("location") { "ok" : 1 } > db.location.save( {_id: "A", position: [0.1, -0.1]} ) > db.location.save( {_id: "B", position: [1.0, 1.0]} ) > db.location.save( {_id: "C", position: [0.5, 0.5]} ) > db.location.save( {_id: "D", position: [-0.5, -0.5]} )

接着指定location索引

1	db.location.ensureIndex( {position: "2d"} )

現在我們可以進行簡單的GEO查詢

查詢point(0,0),半徑0.7附近的點

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> db.location.find( {position: { $near: [0,0], $maxDistance: 0.7  } } ) { "_id" : "A", "position" : [ 0.1, -0.1 ] }

查詢point(0,0),半徑0.75附近的點

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> db.location.find( {position: { $near: [0,0], $maxDistance: 0.75  } } ) { "_id" : "A", "position" : [ 0.1, -0.1 ] } { "_id" : "C", "position" : [ 0.5, 0.5 ] } { "_id" : "D", "position" : [ -0.5, -0.5 ] }

我們可以看到半徑不一樣,查詢出的點也不一樣,因爲c點座標爲[0.5,0.5],c至圓點的距離根據勾股定理可得出Math.sqrt(0.25 +0.25) ≈ 0.707,所以最大距離0.7時查找不到你要的點.

查詢[0.25, 0.25], [1.0,1.0]區域附近的點

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> db.location.find( {position: { $within: { $box: [ [0.25, 0.25], [1.0,1.0] ] }  } } ) { "_id" : "C", "position" : [ 0.5, 0.5 ] } { "_id" : "B", "position" : [ 1, 1 ] }

Spring Data示例

spring data爲我們封裝了mongoDB訪問接口與實現,我們可以像使用hibernateTemplate一樣使用mongoTemplate.
首先我們需要像hibernate一樣定義pojo類

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import org.springframework.data.annotation.Id; import org.springframework.data.mongodb.core.mapping.Document;   @Document(collection = "location") public class Location {       @Id     private String id;       private double[] position;          /** getter setter hashcode equals toString ...  */   }

定義Dao,我們先使用最簡單的mongoTemplate來實現

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import java.util.List;   import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.data.mongodb.core.MongoTemplate; import org.springframework.data.mongodb.core.geo.Box; import org.springframework.data.mongodb.core.geo.Point; import org.springframework.data.mongodb.core.query.Criteria; import org.springframework.data.mongodb.core.query.Query; import org.springframework.stereotype.Repository;   @Repository public class LocationDao {       @Autowired     MongoTemplate mongoTemplate;       public List<Location> findCircleNear(Point point, double maxDistance) {         return mongoTemplate.find(                 new Query(Criteria.where("position").near(point).maxDistance(maxDistance)),                 Location.class);     }       public List<Location> findBoxNear(Point lowerLeft, Point upperRight) {         return mongoTemplate.find(                 new Query(Criteria.where("position").within(new Box(lowerLeft, upperRight))),                 Location.class);     }   }

最後我們寫一個test類

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import java.util.Collection; import java.util.List;   import org.junit.Before; import org.junit.Test; import org.junit.runner.RunWith; import org.springframework.beans.factory.annotation.Autowired; import org.springframework.data.mongodb.core.MongoTemplate; import org.springframework.data.mongodb.core.geo.Point; import org.springframework.data.mongodb.core.index.GeospatialIndex; import org.springframework.test.context.ContextConfiguration; import org.springframework.test.context.junit4.SpringJUnit4ClassRunner;   @RunWith(SpringJUnit4ClassRunner.class) @ContextConfiguration(locations = { "classpath:/applicationContext.xml",         "classpath:/application-mongo.xml" }) public class MongoDBTest {       @Autowired     LocationDao locationDao;       @Autowired     MongoTemplate template;       @Before     public void setUp() {         // 等同db.location.ensureIndex( {position: "2d"} )         template.indexOps(Location.class).ensureIndex(new GeospatialIndex("position"));         // 初始化數據         template.save(new Location("A", 0.1, -0.1));         template.save(new Location("B", 1, 1));         template.save(new Location("C", 0.5, 0.5));         template.save(new Location("D", -0.5, -0.5));     }       @Test     public void findCircleNearTest() {         List<Location> locations = locationDao.findCircleNear(new Point(0, 0), 0.7);         print(locations);         System.err.println("-----------------------");         locations = locationDao.findCircleNear(new Point(0, 0), 0.75);         print(locations);     }       @Test     public void findBoxNearTest() {         List<Location> locations = locationDao.findBoxNear(new Point(0.2, 0.2), new Point(1, 1));         print(locations);     }       public static void print(Collection<Location> locations) {         for (Location location : locations) {             System.err.println(location);         }     }   }

大家可以看到運行結果與我們直接在mongoDB上的一樣.

MongoRepository

MongoRepository提供了對MongoTemplate的封裝與實現,只需要繼承MongoRepository接口,填上對應的bean類與ID類型,無需實現裏面的方法即可使用,先看代碼.

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import org.springframework.data.mongodb.core.geo.Box; import org.springframework.data.mongodb.core.geo.Distance; import org.springframework.data.mongodb.core.geo.Point; import org.springframework.data.mongodb.repository.MongoRepository;   public interface LocationRepository extends MongoRepository<Location, String> {       List<Location> findByPositionNear(Point p, Distance d);       List<Location> findByPositionWithin(Box b);   }

然後在test類中引用此類即可,MongoRepository實現了最基本的增刪改查的功能,要想增加額外的查詢方法,可以按照以下規則定義接口的方法.
自定義查詢方法,格式爲findBy+字段名+方法名,方法傳進的參數即字段的值,此外還支持分頁查詢,通過傳進一個Pageable對象會返回Page集合.
原理相信大家也很清楚,即aop,細節就不說拉.

小提示

near與within方法區別,near方法查詢後會對結果集對distance進行排序且有大小限制,而within是無序的也無大小限制.

如果大家有新發現,也可回帖,我會及時補充.