c++ - 单机海量哈希去重算法
高洛峰
高洛峰 2017-04-17 14:42:33
0
6
758

单机环境,有大约1TB硬盘装满了md5哈希,里边有重复的,怎样才可能最快速度踢出重复的。内存大小限定为512MB吧

我实际遇到的一个问题,我去知乎提问了。居然被管理员封了,说我“代为解决个人问题”
https://www.zhihu.com/questio...

我把我知乎的回复抄过来

居然有人投诉说"代为完成个人任务",也是醉了。这个问题不是面试题,也不是啥个人问题。是我实实在在遇到的问题。我有个思路,实现也简单,但是预估计跑完得个把星期了。

现在有两T,1TB是数据,另外1TB用来存放结果。

我现在没有啥特别好的思路。只有最简单的优化。
分文件

A分区存1TB数据,B分区空闲

MD5hash 特点0~9a-f 总共16种情况 总共32个字符。

第一步分级
分两级

第一级 0·f 总公16个目录
第二级 0-f 总共16 个文件

那么这样下来我们总共会有256个文件

从A分区中顺序读取哈希,哈希的第一个字母情况根据目录进行分类;
哈希的第二个字母进行文件分类;对于任意一个A分区中的数据,会通过前两个字母定位
到这256个文件中的某一个;

顺序遍历A分区数据,完成全部操作之后会生成256个文件。

第二步
此时就转化成为将256个小一点的文件进行去重;

对于小一点的文件去重;

  1. 分块读入内存进行堆排序,进行一次顺序遍历则可以剔除重复数据;

  2. 对于两个已经分块的顺序数据合并去重;这种情况相当于“”有序单链表合并问题“”
    很容易做到;

  3. 依次重复1.2两步可以将这256个小文件去重;此时得到结果

这是我想的一个简单办法,但是估算了一下时间可能要个把星期。。。好久

高洛峰
高洛峰

拥有18年软件开发和IT教学经验。曾任多家上市公司技术总监、架构师、项目经理、高级软件工程师等职务。 网络人气名人讲师,...

全部回覆(6)
黄舟

之前做過去除幾百G的DNA序列中的重複序列,感覺和這個問題類似(假設你的文件一行一個hash),buffsize給的是30G(在集群上跑了一天),不知道你這512M要跑多久...

sort -u -S buffsize -o unique_file file
巴扎黑

不知我是否對那1TB資料真正理解,我按你的方法算出來的空間要求遠大於你的空間限制,但時間遠小於你的估計。
考慮MD5為最佳儲存方案,則每個MD5所佔用的硬碟空間為$$frac{log_{2}1632}{8}=16$$,如此,整個1TB硬碟中約有$$610^{10}$$個MD5。
依你的方法,在平均情況下,空間佔用為1TB/256(4GB),超過了256MB的限制。何況MD5首兩個字母的分佈不一定是平均的,所以這個值可能會更大。
但是計算時間,我得到的答案約為16h,算上IO的開銷及分類準備,怎麼也不可能超過兩天。
當然,理論上分類沒必要這麼麻煩,直接外部排序並線性去重來的更方便。而你的方法複雜度為$$O(nklog_{2}frac{n}{k})(k=256)$$,直接方法為$$O(nlog_{2}n)$$,所以在理論複雜度上後者也更低。但是加上磁碟IO等因素,孰優孰劣我可不能妄加定論了。
所謂

左手右手慢动作

直接用Hadoop行不行~


雜湊值是128位元的,只要其中1位元不同,就不是重複的。
所以,不用太複雜的比較演算法,只要抽取其中一部分進行比對就行了。
例如,只比較每個雜湊值的低64位元。這樣能過濾掉大部分值。

硬碟最好是2個,避免讀寫衝突。
第二個空硬碟當作平坦空間用,用來標示重複值,而不是把雜湊值從A碟複製出來。

PHPzhong

1.我覺得這類問題出現頻率很高的,例如面試,筆試題中,所以一般Google一把,都能找到比較詳細的答案的。
2.hash去重應該可以用這個演算法Bloom Filter

刘奇

這個得用布隆過濾器

刘奇

我來一個暫且忽略IO速度的演算法:

  1. 把資料平均分成1024 2或 1024 2.5個;O(N)

  2. 對每個資料檔案的hash值進行排序,快排就可以了; O(NlogN)

  3. 建立一個小根堆,然後建立1024 * 2.5個檔案讀取連接,一個檔案對應一個;

  4. 第一次先從檔案中讀取1024 * 2.5個md5,依序放到堆中,得標記一下每個md5是來自哪一個檔案;

  5. 將堆頂取出,輸出到檔案中儲存(這個md5代表算完了),但這個堆頂先留著;

  6. 根據4記錄的文件,從那個文件(有可能一個md5對應了多個文件,如果有多個,隨便一個文件就行)再讀1個放進堆中,並更新一下新的md5是來著哪個文件;

  7. 將堆頂取出,與5記錄的前堆頂進行比較,如果相同的則拋棄;如果不同,則存入文件,並更新堆頂的記錄,轉到6。直到所有字元都搞完了。 O(NlogN)

總平均複雜度:O(NlogN)。

現在有這樣幾個問題,一,我不清楚0.5個G的資料能不能在記憶體中一次排完,因為我沒開過那麼大的數組;二,如果會用字典樹來解第4部的記錄那速度會更快;三,能不能建立幾千個文件流來讀我也不清楚,沒試過,如果建立不了,可以建1個也行;四,IO輸入輸出會不會很慢,例如每次讀1條md5,要讀1TB的,會不會慢到無法接受。

IO太慢的話,這個方法跑上好幾天也是可能的。

熱門教學
更多>
最新下載
更多>
網站特效
網站源碼
網站素材
前端模板