Bloom-Filter in Redis und wie man PHP verwendet

Redis ist eine Open-Source-In-Memory-Datenbank, die häufig in Szenarien wie Caching, Nachrichtenwarteschlangen und verteilten Sperren verwendet wird. Unter diesen ist der Bloom-Filter eine effiziente Datenstruktur, mit der ermittelt werden kann, ob ein Element in einer Menge vorhanden ist, und wird in Redis häufig verwendet. In diesem Artikel werden das Implementierungsprinzip und die Verwendung von Bloom-Filtern in Redis sowie die Unterstützung von Bloom-Filtern in PHP vorgestellt.

1. Implementierungsprinzip des Bloom-Filters

Der Bloom-Filter ist eine sehr einfache und effiziente Datenstruktur, die mehrere Hash-Funktionen und einen binären Vektor zur Beurteilung einer Menge verwendet. Wenn ein Element zu einer Menge hinzugefügt wird, wird das Element an mehrere Hash-Funktionen übergeben, von denen jede einen eindeutigen Hash-Wert (normalerweise eine Zahl) generiert, der dann in eine Binärdatei umgewandelt wird. Die entsprechende Position im Vektor wird auf 1 gesetzt. Wenn festgestellt werden muss, ob ein Element in der Menge vorhanden ist, wird das Element an diese Hash-Funktionen übergeben, mehrere Hash-Werte generiert und abgefragt, ob die diesen Hash-Werten entsprechenden binären Vektorpositionen alle 1 sind und ob dies der Fall ist Sind alle 1, wird davon ausgegangen, dass dieses Element möglicherweise in der Menge enthalten ist. Andernfalls kann festgestellt werden, dass dieses Element definitiv nicht in der Menge enthalten ist. Es ist zu beachten, dass der Bloom-Filter aufgrund der Eigenschaften der Hash-Funktion eine bestimmte Falsch-Positiv-Rate aufweist. Diese Falsch-Positiv-Rate kann jedoch durch Festlegen der Anzahl der Hash-Funktionen und der Größe des Binärvektors angepasst werden.

2. So verwenden Sie den Bloom-Filter in Redis

Die Befehle zum Implementieren des Bloom-Filters in Redis sind BF.ADD, BF.EXISTS, BF.MADD und BF.MEXISTS, die zum Hinzufügen von Elementen zum Bloom-Filter verwendet werden. Bestimmen Sie, ob ein einzelnes Element im Bloom-Filter vorhanden ist, fügen Sie mehrere Elemente zum Bloom-Filter hinzu und bestimmen Sie, ob mehrere Elemente im Bloom-Filter vorhanden sind. Wenn Sie es verwenden, müssen Sie zunächst einen Bloom-Filter erstellen, der über den Befehl BF.RESERVE erstellt werden kann. Sie müssen den Namen des Bloom-Filters, die Anzahl der Hash-Funktionen, die Größe des Binärvektors usw. angeben Falsch-Positiv-Rate. Um beispielsweise einen Bloom-Filter mit dem Namen test zu erstellen, beträgt die Anzahl der Hash-Funktionen 10, die Größe des binären Vektors beträgt 10.000 und die Falsch-Positiv-Rate beträgt 1 %. Sie können den folgenden Befehl verwenden:

BF.RESERVE test 10 10000 0.01

Dann können Sie dies hinzufügen Bloom-Filter zum Hinzufügen von Elementen zum Filter oder zum Ermitteln, ob das Element in der Sammlung vorhanden ist. Die spezifische Verwendung ist wie folgt:

1. Fügen Sie das Element zum Bloom-Filter hinzu.

BF.ADD test element1

Dieser Befehl fügt das Element element1 zum Bloom-Filter mit dem Namen test hinzu.

2. Bestimmen Sie, ob ein einzelnes Element im Bloom-Filter vorhanden ist

rrree

Dieser Befehl ermittelt, ob das Element element1 im Bloom-Filter mit dem Namen test vorhanden ist. Wenn es 1 zurückgibt, bedeutet dies, dass es möglicherweise vorhanden ist. Wenn es 0 zurückgibt, bedeutet dies es existiert definitiv nicht.

3. Mehrere Elemente zum Bloom-Filter hinzufügen

BF.EXISTS test element1

Dieser Befehl fügt die Elemente Element1, Element2 und Element3 zum Bloom-Filter mit dem Namen test hinzu.

4. Bestimmen Sie, ob mehrere Elemente im Bloom-Filter vorhanden sind

BF.MADD test element1 element2 element3

Dieser Befehl ermittelt, ob die Elemente element1, element2 und element3 im Bloom-Filter mit dem Namen test vorhanden sind. Wenn eines 0 ist, bedeutet dies, dass mindestens eines vorhanden ist der Elemente dürfen im Bloom-Filter nicht vorhanden sein.

3. Unterstützung für Bloom-Filter in PHP

Die Unterstützung für Bloom-Filter in PHP wird durch die Redis-Erweiterung implementiert. Sie müssen vor der Verwendung sicherstellen, dass die Redis-Erweiterung installiert wurde. Informationen zur spezifischen Verwendung finden Sie im folgenden Codebeispiel:

BF.MEXISTS test element1 element2 element3

Mit dem obigen PHP-Codebeispiel können Sie den Bloom-Filter in Redis verwenden.

Zusammenfassung:

Da Bloom-Filter in tatsächlichen Anwendungsszenarien die Eigenschaften einer schnellen Suche und einer effizienten Speicherung aufweisen, werden sie häufig in Bereichen wie der Verhinderung von Cache-Penetration und Anti-Spam eingesetzt. In Redis können durch die Unterstützung der Befehle BF.ADD, BF.EXISTS, BF.MADD und BF.MEXISTS Bloom-Filter-bezogene Vorgänge einfach implementiert werden. Natürlich können wir den Einsatz von Bloom-Filtern auch einfach umsetzen, indem wir die Redis-Erweiterung in PHP installieren.

Das obige ist der detaillierte Inhalt vonBloom-Filter in Redis und wie man PHP verwendet. Für weitere Informationen folgen Sie bitte anderen verwandten Artikeln auf der PHP chinesischen Website!