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  • 布隆过滤器原理和使用场景
    作者:admin 发布于:2025-06-14 09:27 文字:【】【】【

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      布隆过滤器(Bloom Filter)是一种高效的空间节省型数据结构,用于判断元素是否存在于集合中。它通过多个哈希函数将元素映射到位数组,查询时检查对应位是否全为1。优点是空间效率高,缺点是有一定误判率。典型应用场景包括缓存穿透防护、垃圾邮件过滤、黑名单管理及去重等。Java实现中使用BitSet和自定义哈希函数,而Guava和Redis也提供了布隆过滤器的实现。

      Bloom Filter 会使用一个较大的 bit 数组来保存所有的数据,数组中的每个元素都只占用 1 bit ,并且每个元素只能是 0 或者 1(代表 false 或者 true),用于检索元素是否存在于大集合中的数据结构。

      不同的字符串可能哈希出来的位置相同,这种情况我们可以适当增加位数组大小或者调整我们的哈希函数。

      综上,我们可以得出:布隆过滤器说某个元素存在,小概率会误判。布隆过滤器说某个元素不在,那么这个元素一定不在。

      Guava 中布隆过滤器的实现算是比较权威的,缺陷是只能单机使用。要想在分布式场景使用,需要用redis的布隆过滤器。

      127.0.0.1:6379 BF.ADD myFilter java (integer) 1 127.0.0.1:6379 BF.ADD myFilter javag (integer) 1 127.0.0.1:6379 BF.EXISTS myFilter java (integer) 1 127.0.0.1:6379 BF.EXISTS myFilter javag (integer) 1 127.0.0.1:6379 BF.EXISTS myFilter github (integer) 0

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      在处理大数据去重问题时,如40亿QQ号的去重(仅1GB内存),可采用Bitmap和布隆过滤器两种方法。Bitmap利用位图存储,每个QQ号占1位,总需512MB内存,适用于整型数据;布隆过滤器通过多个哈希函数计算下标,适合字符串或对象去重,但存在误判率。在线人员统计等场景也可使用类似思路,将ID作为偏移值标记在线状态或视频存在性。

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