一種基于Redis的車輛軌跡信息的獲取方式

徐芳芳，張勁松

（1.武漢郵電科學研究院 湖北 武漢 430070；2.武漢長江通信智聯(lián)技術(shù)有限公司 湖北 武漢430070）

一種基于Redis的車輛軌跡信息的獲取方式

徐芳芳1，張勁松2

（1.武漢郵電科學研究院 湖北 武漢 430070；2.武漢長江通信智聯(lián)技術(shù)有限公司 湖北 武漢430070）

目前大多數(shù)公司主要是通過車載終端與GPS通信，獲取GPS上面車輛軌跡信息，存入數(shù)據(jù)庫。但針對運輸企業(yè)來說，上述獲取車輛軌跡信息的做法，會造成很大的經(jīng)濟負擔。為此，文章提出了一種Java Timer和Guava cache結(jié)合的方式從Redis數(shù)據(jù)庫上獲取運輸企業(yè)車輛的軌跡信息，存儲到本地數(shù)據(jù)庫，便于運輸企業(yè)了解車輛信息，查詢車輛歷史軌跡。

Guava cache；Redis；Java定時器

隨著我國經(jīng)濟的快速發(fā)展，車輛逐年增加，同時所造成的交通事故也在逐年上升，車輛監(jiān)管越來越受人們的重視。目前，車輛管理中，獲取車輛歷史軌跡信息的方式有兩種：一種是通過車載終端與GPS通信[1]，在GPS接收端獲取車輛軌跡信息，傳回控制中心后存儲到本地數(shù)據(jù)庫；另一種是通過與上述這種有條件的企業(yè)合作，動態(tài)獲取他們得到的車輛軌跡信息。

對于不是專門做GPS與車載終端通信的企業(yè)來說，一般會選取第二種方式。選用第二種方式時，有多種實現(xiàn)方法。如當需要車輛軌跡數(shù)據(jù)時，我們可以調(diào)用對方發(fā)送的接口直接獲取數(shù)據(jù)；也可以主動去對方那里取數(shù)據(jù)，存到本地的數(shù)據(jù)庫，當我們需要數(shù)據(jù)時，直接從本地數(shù)據(jù)庫取數(shù)據(jù)。選用從對方發(fā)送的接口直接獲取數(shù)據(jù)的方法，一般會受到異網(wǎng)段影響，造成較長時延，如果網(wǎng)絡信號不好，可能造成信息丟失。而選用主動去對方那里取數(shù)據(jù)，存到本地的數(shù)據(jù)庫時，我們需要考慮如何從對方那里直接取數(shù)據(jù)?？梢允褂弥虚g數(shù)據(jù)庫做橋梁。對方往里面存數(shù)據(jù)，我們不斷取，然后存入本地數(shù)據(jù)庫。其中比較好的可以做中間數(shù)據(jù)庫的有coherence（可以實現(xiàn)java應用對象和數(shù)據(jù)的共享）和Redis，但使用coherence需要付費。

由上可知，采用第二種方式獲取車輛軌跡信息大多會受到異網(wǎng)段傳輸時間過長，信息丟失，成本過高等影響。為了解決這種問題，本文在第二種方式的基礎(chǔ)上提出一種基于Redis的車輛軌跡信息的獲取的方式。

1 技術(shù)簡介

Guava Cache[2-5]是一個全內(nèi)存的本地緩存。它提供了一種把數(shù)據(jù)（key-value對）緩存到本地Java虛擬機（JVM）內(nèi)存中的機制，適用于很少會改動的數(shù)據(jù)。Guava Cache為了限制內(nèi)存占用，設(shè)有自動回收元素。

Redis是一個支持網(wǎng)絡交互的、可基于內(nèi)存也可持久化的Key-Value數(shù)據(jù)庫。和Memcached類似，它擁有豐富的數(shù)據(jù)類型，支持存儲的value類型相對更多，包括 string、list、set、zset（sorted set--有序集合）和hash（哈希類型）。

文中采取Redis與Guava Cache結(jié)合的方式，獲取車輛軌跡信息[6-7]，在提高應用性能的同時，大大提高響應速度。

2 功能實現(xiàn)

如圖1，先從Redis上獲取數(shù)據(jù)，在SSM（Spring+springMVC+mybatis）框架[15]上得到運輸車輛軌跡信息，經(jīng)過處理后，批量存入數(shù)據(jù)庫。當需要查看mysql中存入的車輛歷史軌跡信息對車輛數(shù)據(jù)進行分析時，由前臺頁面發(fā)出請求[13-14]后，從mysql中取出數(shù)據(jù)處理，展示在引入的地圖[8-12]上。

圖1 業(yè)務流程圖

2.1 數(shù)據(jù)庫的設(shè)計

1）mysql數(shù)據(jù)表的設(shè)計

根據(jù)需求設(shè)計Mysql數(shù)據(jù)表1，定義表名為gpsinfo，對應實體類型為GPSInfo。

表1 車輛信息表（gpsinfo）

其中，lat表示用GPS定位的車輛緯度，elat表示為項目所需經(jīng)過糾偏后的緯度。gTime用GPS定位后采集到此車輛信息的時間。

2）Redis中結(jié)構(gòu)的設(shè)計

由圖1可知，從Redis數(shù)據(jù)庫上取數(shù)據(jù)后，要存入Mysql對應字段的數(shù)據(jù)表，Redis中hash是最接近關(guān)系數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的數(shù)據(jù)類型，可以將數(shù)據(jù)庫一條記錄或程序中一個對象轉(zhuǎn)換成hashmap存放在redis中。如表2 Redis數(shù)據(jù)庫上數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計，表字段基本與mysql數(shù)據(jù)表對應。

表2 Redis中hash數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計key-value（hash）

2.2 車輛信息的獲取和處理

圖2 車輛信息存儲流程圖

如圖2，為了使mysql數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)與Redis數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)盡量達到同步，需要每個固定的一段時間去Redis數(shù)據(jù)庫中的獲取數(shù)據(jù)存入Mysql數(shù)據(jù)庫，盡量達到二者數(shù)據(jù)的同步。這樣的需求可以做一個線程，線程中做一個死循環(huán)，循環(huán)中執(zhí)行的這個任務，每執(zhí)行完一次讓線程睡眠一段時間，這樣就可以達到這個需求。最簡單最便捷的方式是使用Java為我們提供的計時器的工具類，即Timer和TimerTask。Timer是一個普通的類，其中有幾個重要的方法；而TimerTask則是一個抽象類，其中有一個抽象方法run（），通過run方法開啟線程。我們使用Timer創(chuàng)建一個對象，然后使用這對象的schedule方法來完成這種定時操作。這種通過開啟一個時間間隔線程，實時獲取redis上車輛軌跡信息，基本上可以實現(xiàn)本地數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)與redis上數(shù)據(jù)的同步。具體步驟如下：

1）由圖2可知，首先當程序開始的時候調(diào)用建立java Timer定時器，使用schedul（）方法設(shè)定程序開始30s后調(diào)用線程中run（）方法執(zhí)行從redis上取數(shù)據(jù)并處理后存入數(shù)據(jù)庫，然后每30秒執(zhí)行一次，定時刷新，從而使mysqls的數(shù)據(jù)，與Redis的數(shù)據(jù)盡量達到同步。

2）啟動定時器Timer后，開始在線程中處理數(shù)據(jù)。 使用 jedis．hgetAll （"gpsInfos"）（jedis為 redis的java客戶端），每次取出所有運輸企業(yè)的車輛信息放在Map中，同時設(shè)置一個list集合 （數(shù)據(jù)類型為GPSInfo）。采用循環(huán)將Map中車輛信息分條取出，將每條數(shù)據(jù)放入與數(shù)據(jù)表對應的實體類gpsInfo（類型為 GPSInfo）中，設(shè)置獲取時間 gpsInfo．setoTime（new Date（）），設(shè)置車輛狀態(tài) gpsInfo．setStatus（"在線"），同時采用糾偏工具將獲取的GPS經(jīng)緯度轉(zhuǎn)換成對應地圖的經(jīng)緯度，根據(jù)經(jīng)緯度和地址查詢工具設(shè)置車輛的具體位置，將設(shè)置好的實體類gpsInfo放在對應list集合中，同時記錄日志，方便后期查詢。當循環(huán)結(jié)束后，判斷l(xiāng)ist集合是否存在值，若有值將list中數(shù)據(jù)批量插入數(shù)據(jù)庫。

3）上面2）是一種理想獲取車輛歷史軌跡的狀態(tài)，實際上這里有兩個問題，其一redis是一個內(nèi)存數(shù)據(jù)庫，對于程序來說，內(nèi)存是有限且非常重要的，redis本身并沒有自動回收機制，不斷的向redis存數(shù)據(jù)會造成數(shù)據(jù)庫的崩潰。其二從redis獲取數(shù)據(jù)時，并不知道車輛是在線狀態(tài)還是離線狀態(tài)，僅當我們獲取到車輛軌跡信息時，我們能判斷此GPS采集時間車輛的狀態(tài)為在線，如果沒有獲取到相關(guān)車輛軌跡信息，我們怎樣設(shè)置車輛為離線呢？為了解決以上兩種問題，我們引入本地緩存Guava cache。

定義一個全局變量private LoadingCache＜String，GPSInfo＞ gpsInfosGuaveCache。程序啟動時自動加載的一個 LoadingCache類型的函數(shù)gpsInfosGuaveCache（）并賦值給全局變量gpsInfosGuaveCache，在2）循環(huán)中設(shè)置好實體類gpsInfo之后，按照Key-value數(shù)據(jù)類型將對應車輛信 息按車牌號 存入 Guavacache中 ：gpsInfosGuaveCache．put （carNum，gpsInfo）。 由 于Guava cache是本地緩存，為了避免它占用過多的內(nèi)存，本文使用它自帶的回收元素回收內(nèi)存。在函數(shù)gpsInfosGuaveCache（）中，先設(shè)置基于大小移除的方法 ：CacheBuilder．newBuilder（）．maximumSize（50000）當存入全局變量gpsInfosGuaveCache的key值數(shù)量接近于50000時，Guave Cache就會把不常用的鍵值對從cache中移除，同時配合基于時間的移除：expireAfterWrite （30，TimeUnit．SECONDS），當超過30s時，對應車輛key值沒有數(shù)據(jù)更新，移除此key值。在移除數(shù)據(jù)時設(shè)置一個Guava cache自帶的監(jiān)聽器，當監(jiān)聽到key值移除時，刪除redis數(shù)據(jù)庫上對應的此鍵值：jedis．del（"gpsInfos"，gpsInfo．getKey（）），并在監(jiān)聽函數(shù)中設(shè)置車輛離線狀態(tài)，將設(shè)好的數(shù)據(jù)更新到mysql中。這樣使用Guava cache即對redis進行了優(yōu)化，又設(shè)置了接收車輛的相關(guān)數(shù)據(jù)。

3 數(shù)據(jù)展示

如圖3所示：（下面車牌號為修改過的測試用的車牌號）。

為了驗證車輛歷史軌跡是否正確，本文采用百

圖3 車輛軌跡回放

度地圖展示數(shù)據(jù)。為了精確的找到車輛在一段時間 的歷史軌跡。需要利用ajax技術(shù)的將車牌號、車牌顏色、車輛運行的時間段發(fā)送到后臺，進行請求，請求成功后，判斷是否有數(shù)據(jù)返回，若沒有數(shù)據(jù)給出"沒有查詢到相關(guān)車輛信息！"提示信息，若有數(shù)據(jù)，將查詢到的車輛軌跡信息，通過循環(huán)的以new BMap.Point（lon，lat）方式放在 pointArray[i]數(shù)組中，使用Polyline函數(shù)，將數(shù)組中的車輛經(jīng)緯度，按照先后順序連接起來。最后設(shè)置一個功能函數(shù)，便于查看車輛在地圖上的運行軌跡。

4 結(jié)束語

文章介紹了一種基于Redis的車輛軌跡信息的獲取技術(shù)，在優(yōu)化性能的同時提高了響應速度，同時引入百度地圖API觀察獲取到的數(shù)據(jù)，直觀、簡單、方便運輸企業(yè)查看運輸車輛歷史軌跡，了解分析車輛在運行中的信息。

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A method of obtaining vehicle track information based on Redis

XU Fang-fang1，ZHANG Jin-song2
（1.Wuhan Research Institute of Posts and Telecommunications，Wuhan 430070，China；2.Wuhan YCIG iLink Technology Company Limited，Wuhan 430070，China）

Most companies get in the GPS[1]vehicle trace information mainly through the vehicle terminal and GPS communicated，to store in database.For transportation enterprises，the above method to the acquisition of vehicle trace information，will generate a large economic burden.Therefore，this paper proposes a combination way of Java Timer and Guava cache to get the vehicle trace information of transport enterprise from Redis[2-5]database.The aim to make transport enterprise get vehicle trace information and query vehicle trajectory[6].

Guava cache； Redis； Java timer

TN02

A

1674－6236（2017）17-0054-04

2016-07-18稿件編號：201607131

徐芳芳（1991—），女，湖北孝感人，碩士研究生。研究方向：通信與信息工程、軟件設(shè)計。