微信、陌陌的架构方案分析（LBS之二）

目标

解决大型应用（微信、陌陌级别）中，用户经纬度在不断更新，用户查找频繁的问题。（每分钟1000W级）

方案A

本方案前，请先阅读 http://www.alivenode.com/index.php/archives/300（LBS的球面距离计算以及Geohash方案探讨(LBS之一)）

由上文，简单可得；
1、仅需每分钟将用户的经纬度，上报到数据库；
2、然后每次用户查找附近好友时，通过 LIKE ‘wm3yr3%’，即可获取

缺点：稍有一定数据量，对数据库的鸭梨可想而知

方案B

策略

假象把中国分成，若干个一平方公里的单元格，
1、用户位置的变更，理解为一个单元格移动到另外一个单元格（或者不移动）
2、用户查找附近，理解为查找，自己所在方块的的所有人

数据结构

1、用户基本信息纬度、经度、GeoHash值（经纬度，仅用于后期距离计算）
2、单元格集合（用户1，用户2，…）

存储工具

1、redis string（key->value）结构，存储用户基本信息
2、redis set（集合）结构，以GeoHash值，前6位作为key（约表示一平方千米），存储单元格的用户群

算法流程

1、更新用户信息，先删除用户原所在集合，再更新当前用户信息，最后更新当前用户所在集合
2、查找附近，直接查找，所在单元格集合所有用户ID

具体实现

帮助

<?php

/**

* LBS核心类

*

* @author name <simplephp@163.com>

* @site http://www.wubiao.info

*/

include_once('geohash.class.php');

class lbs

{

//索引长度 6位

protected $index_len = 6;

protected $redis;

protected $geohash;

public function __construct()

{

//redis

$this->redis = new Redis();

$this->redis->pconnect('127.0.0.1','6379');

//geohash

$this->geohash = new Geohash();

}

/**

* 更新用户信息

*

* @param mixed $latitude 纬度

* @param mixed $longitude 经度

*/

public function upinfo($user_id,$latitude,$longitude)

{

//原数据处理

//获取原Geohash

$o_hashdata = $this->redis->hGet($user_id,'geo');

if(!empty($o_hashdata))

{

//原索引

$o_index_key = substr($o_hashdata, 0, $this->index_len);

//删除

$this->redis->sRem($o_index_key,$user_id);

}

//新数据处理

//纬度

$this->redis->hSet($user_id,'la',$latitude);

//经度

$this->redis->hSet($user_id,'lo',$longitude);

//Geohash

$hashdata = $this->geohash->encode($latitude,$longitude);

$this->redis->hSet($user_id,'geo',$hashdata);

//索引

$index_key = substr($hashdata, 0, $this->index_len);

//存入

$this->redis->sAdd($index_key,$user_id);

return true;

}

/**

* 获取附近用户

*

* @param mixed $latitude 纬度

* @param mixed $longitude 经度

*/

public function serach($latitude,$longitude)

{

//Geohash

$hashdata = $this->geohash->encode($latitude,$longitude);

//索引

$index_key = substr($hashdata, 0, $this->index_len);

//取得

$user_id_array = $this->redis->sMembers($index_key);

return $user_id_array;

}

?>

性能测试

帮助

<?php

/**

* 模拟数据上报

*

* @author name <simplephp@163.com>

* @site http://www.wubiao.info

*/

include_once('lbs.class.php');

$b_time = microtime(true);

$n = 0;

while(1)

{

//user_id 1~1000000

$user_id = rand(1,1000000);

//latitude 30.59773~30.726786

$rand_latitude = rand(30597730,30726786);

$latitude = $rand_latitude/1000000;

//longitude 103.983192 ~104.16069

$rand_longitude = rand(103983192,104160690);

$longitude = $rand_longitude/1000000;

$lbs = new lbs();

$lbs->upinfo($user_id,$latitude,$longitude);

$n++;

mylog($n);

$e_time = microtime(true);

if(($e_time-$b_time)>=60)

{

exit;

}

function mylog($content)

{

file_put_contents('upinfo.log',$content."\r\n",FILE_APPEND);

}

?>

帮助

<?php

/**

* 模拟查找附近

*

* @author name <simplephp@163.com>

* @site http://www.wubiao.info

*/

include_once('lbs.class.php');

$b_time = microtime(true);

$n = 0;

while(1)

{

//latitude 30.59773~30.726786

$rand_latitude = rand(30597730,30726786);

$latitude = $rand_latitude/1000000;

//longitude 103.983192 ~104.16069

$rand_longitude = rand(103983192,104160690);

$longitude = $rand_longitude/1000000;

$lbs = new lbs();

$re = $lbs->serach($latitude,$longitude);

$n++;

mylog($n);

$e_time = microtime(true);

if(($e_time-$b_time)>=60)

{

exit;

}

function mylog($content)

{

file_put_contents('search.log',$content."\r\n",FILE_APPEND);

}

?>

测试环境

虚拟机，内存256M，主频2.93GHz

性能结果

模拟了100W活跃用户行为，不断更新，不断查找附近好友

//60 seconds insert
88544

//60 seconds search
117660

//成都 100W人，数据占用内存
11.97M

总结

从测试结果来看，完全能满足，微信、陌陌之类的性能要求；

尚可改进之处：

1、Geohash，可写成PHP C扩展；或者其他Geohash实现方式
2、Redis，内存消耗较大，可考虑redis集群方案
3、本文仅查出本单元格用户，提高精度，可查出周围八个单元个，求交集
4、求出结果，如需按照由远到近排序；读出Redis经纬度，利用距离公式排序方可。（可参照上一篇文字）

附redis安装方法
=================================================================================================
//redis

帮助

wget http://redis.googlecode.com/files/redis-2.4.14.tar.gz

make

make install

//配置

cp redis.conf /etc/

vi /etc/redis.conf

#后台

daemonize yes

#日志

logfile /dev/null

#存储

dir ./

//小内存，内核参数

echo 1 > /proc/sys/vm/overcommit_memory

//防火墙

vi /etc/sysconfig/iptables

-A RH-Firewall-1-INPUT -m state --state NEW -m tcp -p tcp --dport 6379 -j ACCEPT

service iptables restart

//启动

redis-server /etc/redis.conf

//测试

redis-cli set foo bar

OK

redis-cli get foo

bar

//php redis 扩展

帮助

//源码

http://pecl.php.net/package/redis

//手册

http://redis.readthedocs.org/en/latest/

//安装

/opt/server/php/bin/phpize

./configure --with-php-config=/opt/server/php/bin/php-config

make

make install

//配置

vi php.ini

[redis]

extension = redis.so

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