场景设计题篇：如何实现 IP 属地功能？

作者：沉默王二 发布时间：2022-08-07T08:37:05.334+0800

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大家好，我是二哥呀~

细心的朋友应该会发现，继新浪微博之后，头条、腾讯、抖音、知乎、快手、小红书等各大平台陆陆续续都上线了“网络用户 IP 地址显示功能”，境外用户显示的是国家，国内的用户显示的省份，而且此项显示无法关闭，归属地强制显示。

作为技术人，那！这个功能要怎么实现呢？

内容收录在星球专栏《Java 面试指南》的《场景设计题篇》中，专栏托管在语雀平台上（更方便你沉浸式阅读和做笔记），访问地址和密码：https://t.zsxq.com/6iuzn6I

HttpServletRequest 获取 IP

下面，我就来讲讲，Java 中是如何获取 IP 属地的，主要分为以下几步：

• 通过 HttpServletRequest 对象，获取用户的 「IP」 地址
• 通过 IP 地址，获取对应的省份、城市

首先需要写一个 IP 获取的工具类，因为每一次用户的 Request 请求，都会携带上请求的 IP 地址放到请求头中

通过此方法，从请求 Header 中获取到用户的 IP 地址。

之前我在做的项目中，也有获取 IP 地址归属地省份、城市的需求，用的是：淘宝 IP 库。

地址：https://ip.taobao.com/ 。

不过，taobao 的 ip 库下线了再见 ip.taobao。

Ip2region

下面，给大家介绍下之前在 Github 冲浪时发现的一个新的开源库：

Ip2region 开源项目，github 地址：https://github.com/lionsoul2014/ip2region

99.9%准确率：

备注：如果上述开放 API 或者数据都不给开放数据时 ip2region 将停止数据的更新服务。

多查询客户端的支持

已经集成的客户端有：java、C#、php、c、python、nodejs、php 扩展(php5 和 php7)、golang、rust、lua、lua_c, nginx。

| binding | 描述 | 开发状态 | binary 查询耗时 | b-tree 查询耗时 | memory 查询耗时 |

| -------- | ------------------ | -------- | --------------- | --------------- | --------------- |

| c | ANSC c binding | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| c# | c# binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| golang | golang binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| java | java binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| lua | lua 实现的 binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 |

| lua_c | lua 的 c 扩展 | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| nginx | nginx 的 c 扩展 | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| nodejs | nodejs | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| php | php 实现的 binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| php5_ext | php5 的 c 扩展 | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| php7_ext | php7 的 c 扩展 | 已完成 | 0.0 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| python | python bindng | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 |

| rust | rust binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 |

Ip2region V2.0 特性

「1、标准化的数据格式」

每个 ip 数据段的 region 信息都固定了格式：国家|区域|省份|城市|ISP，只有中国的数据绝大部分精确到了城市，其他国家部分数据只能定位到国家，后前的选项全部是 0。

「2、数据去重和压缩」

xdb 格式生成程序会自动去重和压缩部分数据，默认的全部 IP 数据，生成的 ip2region.xdb 数据库是 11MiB，随着数据的详细度增加数据库的大小也慢慢增大。

「3、极速查询响应」

即使是完全基于 xdb 文件的查询，单次查询响应时间在十微秒级别，可通过如下两种方式开启内存加速查询：

• vIndex 索引缓存 ：使用固定的 512KiB 的内存空间缓存 vector index 数据，减少一次 IO 磁盘操作，保持平均查询效率稳定在 10-20 微秒之间。
• xdb 整个文件缓存：将整个 xdb 文件全部加载到内存，内存占用等同于 xdb 文件大小，无磁盘 IO 操作，保持微秒级别的查询效率。

「4、极速查询响应」

v2.0 格式的 xdb 支持亿级别的 IP 数据段行数，region 信息也可以完全自定义，例如：你可以在 region 中追加特定业务需求的数据，例如：GPS 信息/国际统一地域信息编码/邮编等。也就是你完全可以使用 ip2region 来管理你自己的 IP 定位数据。

ip2region xdb java 查询客户端实现

• 「使用方式」

引入 maven 仓库：

• 「完全基于文件的查询」

• 「缓存 VectorIndex 索引」

我们可以提前从 xdb 文件中加载出来 VectorIndex 数据，然后全局缓存，每次创建 Searcher 对象的时候使用全局的 VectorIndex 缓存可以减少一次固定的 IO 操作，从而加速查询，减少 IO 压力。

• 「缓存整个 xdb 数据」

我们也可以预先加载整个 ip2region.xdb 的数据到内存，然后基于这个数据创建查询对象来实现完全基于文件的查询，类似之前的 memory search。

IDEA 中做个测试

ip 属地国内的话，会展示省份，国外的话，只会展示国家。可以通过如下图这个方法进行进一步封装，得到获取 IP 属地的信息。

编译测试程序

通过 maven 来编译测试程序。

然后会在当前目录的 target 目录下得到一个 ip2region-{version}.jar 的打包文件。

查询测试

可以通过 java -jar ip2region-{version}.jar search 命令来测试查询：

例如：使用默认的 data/ip2region.xdb 文件进行查询测试：

输入 ip 即可进行查询测试，也可以分别设置 cache-policy 为 file/vectorIndex/content 来测试三种不同缓存实现的查询效果。

bench 测试

可以通过 java -jar ip2region-{version}.jar bench 命令来进行 bench 测试，一方面确保 xdb 文件没有错误，一方面可以评估查询性能：

例如：通过默认的 data/ip2region.xdb 和 data/ip.merge.txt 文件进行 bench 测试：

可以通过分别设置 cache-policy 为 file/vectorIndex/content 来测试三种不同缓存实现的效果。@Note: 注意 bench 使用的 src 文件要是生成对应 xdb 文件相同的源文件。

大家好，我是二哥呀~

细心的朋友应该会发现，继新浪微博之后，头条、腾讯、抖音、知乎、快手、小红书等各大平台陆陆续续都上线了“网络用户 IP 地址显示功能”，境外用户显示的是国家，国内的用户显示的省份，而且此项显示无法关闭，归属地强制显示。

作为技术人，那！这个功能要怎么实现呢？

内容收录在星球专栏《Java 面试指南》的《场景设计题篇》中，专栏托管在语雀平台上（更方便你沉浸式阅读和做笔记），访问地址和密码：https://t.zsxq.com/6iuzn6I

HttpServletRequest 获取 IP

下面，我就来讲讲，Java 中是如何获取 IP 属地的，主要分为以下几步：

• 通过 HttpServletRequest 对象，获取用户的 「IP」 地址
• 通过 IP 地址，获取对应的省份、城市

首先需要写一个 IP 获取的工具类，因为每一次用户的 Request 请求，都会携带上请求的 IP 地址放到请求头中

通过此方法，从请求 Header 中获取到用户的 IP 地址。

之前我在做的项目中，也有获取 IP 地址归属地省份、城市的需求，用的是：淘宝 IP 库。

地址：https://ip.taobao.com/ 。

不过，taobao 的 ip 库下线了再见 ip.taobao。

Ip2region

下面，给大家介绍下之前在 Github 冲浪时发现的一个新的开源库：

Ip2region 开源项目，github 地址：https://github.com/lionsoul2014/ip2region

99.9%准确率：

备注：如果上述开放 API 或者数据都不给开放数据时 ip2region 将停止数据的更新服务。

多查询客户端的支持

已经集成的客户端有：java、C#、php、c、python、nodejs、php 扩展(php5 和 php7)、golang、rust、lua、lua_c, nginx。

| binding | 描述 | 开发状态 | binary 查询耗时 | b-tree 查询耗时 | memory 查询耗时 |

| -------- | ------------------ | -------- | --------------- | --------------- | --------------- |

| c | ANSC c binding | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| c# | c# binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| golang | golang binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| java | java binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| lua | lua 实现的 binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 |

| lua_c | lua 的 c 扩展 | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| nginx | nginx 的 c 扩展 | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| nodejs | nodejs | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| php | php 实现的 binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.1x 毫秒 | 0.1x 毫秒 |

| php5_ext | php5 的 c 扩展 | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| php7_ext | php7 的 c 扩展 | 已完成 | 0.0 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

| python | python bindng | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 |

| rust | rust binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 |

Ip2region V2.0 特性

「1、标准化的数据格式」

每个 ip 数据段的 region 信息都固定了格式：国家|区域|省份|城市|ISP，只有中国的数据绝大部分精确到了城市，其他国家部分数据只能定位到国家，后前的选项全部是 0。

「2、数据去重和压缩」

xdb 格式生成程序会自动去重和压缩部分数据，默认的全部 IP 数据，生成的 ip2region.xdb 数据库是 11MiB，随着数据的详细度增加数据库的大小也慢慢增大。

「3、极速查询响应」

即使是完全基于 xdb 文件的查询，单次查询响应时间在十微秒级别，可通过如下两种方式开启内存加速查询：

• vIndex 索引缓存 ：使用固定的 512KiB 的内存空间缓存 vector index 数据，减少一次 IO 磁盘操作，保持平均查询效率稳定在 10-20 微秒之间。
• xdb 整个文件缓存：将整个 xdb 文件全部加载到内存，内存占用等同于 xdb 文件大小，无磁盘 IO 操作，保持微秒级别的查询效率。

「4、极速查询响应」

v2.0 格式的 xdb 支持亿级别的 IP 数据段行数，region 信息也可以完全自定义，例如：你可以在 region 中追加特定业务需求的数据，例如：GPS 信息/国际统一地域信息编码/邮编等。也就是你完全可以使用 ip2region 来管理你自己的 IP 定位数据。

ip2region xdb java 查询客户端实现

• 「使用方式」

引入 maven 仓库：

• 「完全基于文件的查询」

• 「缓存 VectorIndex 索引」

我们可以提前从 xdb 文件中加载出来 VectorIndex 数据，然后全局缓存，每次创建 Searcher 对象的时候使用全局的 VectorIndex 缓存可以减少一次固定的 IO 操作，从而加速查询，减少 IO 压力。

• 「缓存整个 xdb 数据」

我们也可以预先加载整个 ip2region.xdb 的数据到内存，然后基于这个数据创建查询对象来实现完全基于文件的查询，类似之前的 memory search。

IDEA 中做个测试

ip 属地国内的话，会展示省份，国外的话，只会展示国家。可以通过如下图这个方法进行进一步封装，得到获取 IP 属地的信息。

编译测试程序

通过 maven 来编译测试程序。

然后会在当前目录的 target 目录下得到一个 ip2region-{version}.jar 的打包文件。

查询测试

可以通过 java -jar ip2region-{version}.jar search 命令来测试查询：

例如：使用默认的 data/ip2region.xdb 文件进行查询测试：

输入 ip 即可进行查询测试，也可以分别设置 cache-policy 为 file/vectorIndex/content 来测试三种不同缓存实现的查询效果。

bench 测试

可以通过 java -jar ip2region-{version}.jar bench 命令来进行 bench 测试，一方面确保 xdb 文件没有错误，一方面可以评估查询性能：

例如：通过默认的 data/ip2region.xdb 和 data/ip.merge.txt 文件进行 bench 测试：

可以通过分别设置 cache-policy 为 file/vectorIndex/content 来测试三种不同缓存实现的效果。@Note: 注意 bench 使用的 src 文件要是生成对应 xdb 文件相同的源文件。

大家好，我是二哥呀~

细心的朋友应该会发现，继新浪微博之后，头条、腾讯、抖音、知乎、快手、小红书等各大平台陆陆续续都上线了“网络用户 IP 地址显示功能”，境外用户显示的是国家，国内的用户显示的省份，而且此项显示无法关闭，归属地强制显示。

作为技术人，那！这个功能要怎么实现呢？

内容收录在星球专栏《Java 面试指南》的《场景设计题篇》中，专栏托管在语雀平台上（更方便你沉浸式阅读和做笔记），访问地址和密码：https://t.zsxq.com/6iuzn6I

HttpServletRequest 获取 IP

下面，我就来讲讲，Java 中是如何获取 IP 属地的，主要分为以下几步：

• 通过 HttpServletRequest 对象，获取用户的 「IP」 地址
• 通过 IP 地址，获取对应的省份、城市

首先需要写一个 IP 获取的工具类，因为每一次用户的 Request 请求，都会携带上请求的 IP 地址放到请求头中

通过此方法，从请求 Header 中获取到用户的 IP 地址。

之前我在做的项目中，也有获取 IP 地址归属地省份、城市的需求，用的是：淘宝 IP 库。

地址：https://ip.taobao.com/ 。

不过，taobao 的 ip 库下线了再见 ip.taobao。

Ip2region

下面，给大家介绍下之前在 Github 冲浪时发现的一个新的开源库：

Ip2region 开源项目，github 地址：https://github.com/lionsoul2014/ip2region

99.9%准确率：

备注：如果上述开放 API 或者数据都不给开放数据时 ip2region 将停止数据的更新服务。

多查询客户端的支持

已经集成的客户端有：java、C#、php、c、python、nodejs、php 扩展(php5 和 php7)、golang、rust、lua、lua_c, nginx。

| binding | 描述 | 开发状态 | binary 查询耗时 | b-tree 查询耗时 | memory 查询耗时 |

| -------- | ------------------ | -------- | --------------- | --------------- | --------------- |

| c | ANSC c binding | 已完成 | 0.0x 毫秒 | 0.0x 毫秒 | 0.00x 毫秒 |

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| python | python bindng | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 |

| rust | rust binding | 已完成 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 | 0.x 毫秒 |

Ip2region V2.0 特性

「1、标准化的数据格式」

每个 ip 数据段的 region 信息都固定了格式：国家|区域|省份|城市|ISP，只有中国的数据绝大部分精确到了城市，其他国家部分数据只能定位到国家，后前的选项全部是 0。

「2、数据去重和压缩」

xdb 格式生成程序会自动去重和压缩部分数据，默认的全部 IP 数据，生成的 ip2region.xdb 数据库是 11MiB，随着数据的详细度增加数据库的大小也慢慢增大。

「3、极速查询响应」

即使是完全基于 xdb 文件的查询，单次查询响应时间在十微秒级别，可通过如下两种方式开启内存加速查询：

• vIndex 索引缓存 ：使用固定的 512KiB 的内存空间缓存 vector index 数据，减少一次 IO 磁盘操作，保持平均查询效率稳定在 10-20 微秒之间。
• xdb 整个文件缓存：将整个 xdb 文件全部加载到内存，内存占用等同于 xdb 文件大小，无磁盘 IO 操作，保持微秒级别的查询效率。

「4、极速查询响应」

v2.0 格式的 xdb 支持亿级别的 IP 数据段行数，region 信息也可以完全自定义，例如：你可以在 region 中追加特定业务需求的数据，例如：GPS 信息/国际统一地域信息编码/邮编等。也就是你完全可以使用 ip2region 来管理你自己的 IP 定位数据。

ip2region xdb java 查询客户端实现

• 「使用方式」

引入 maven 仓库：

• 「完全基于文件的查询」

• 「缓存 VectorIndex 索引」

我们可以提前从 xdb 文件中加载出来 VectorIndex 数据，然后全局缓存，每次创建 Searcher 对象的时候使用全局的 VectorIndex 缓存可以减少一次固定的 IO 操作，从而加速查询，减少 IO 压力。

• 「缓存整个 xdb 数据」

我们也可以预先加载整个 ip2region.xdb 的数据到内存，然后基于这个数据创建查询对象来实现完全基于文件的查询，类似之前的 memory search。

IDEA 中做个测试

ip 属地国内的话，会展示省份，国外的话，只会展示国家。可以通过如下图这个方法进行进一步封装，得到获取 IP 属地的信息。

编译测试程序

通过 maven 来编译测试程序。

然后会在当前目录的 target 目录下得到一个 ip2region-{version}.jar 的打包文件。

查询测试

可以通过 java -jar ip2region-{version}.jar search 命令来测试查询：

例如：使用默认的 data/ip2region.xdb 文件进行查询测试：

输入 ip 即可进行查询测试，也可以分别设置 cache-policy 为 file/vectorIndex/content 来测试三种不同缓存实现的查询效果。

bench 测试

可以通过 java -jar ip2region-{version}.jar bench 命令来进行 bench 测试，一方面确保 xdb 文件没有错误，一方面可以评估查询性能：

例如：通过默认的 data/ip2region.xdb 和 data/ip.merge.txt 文件进行 bench 测试：

可以通过分别设置 cache-policy 为 file/vectorIndex/content 来测试三种不同缓存实现的效果。@Note: 注意 bench 使用的 src 文件要是生成对应 xdb 文件相同的源文件。

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