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mysql實現布隆過濾器

錢琪琛2年前9瀏覽0評論

布隆過濾器(Bloom Filter)是一種數據結構,用于判斷一個元素是否在一個集合中。它可以判斷一個元素一定不在集合中,但不能保證一個元素一定在集合中,因此有一定的誤判率。布隆過濾器使用位數組和哈希函數來實現。

在MySQL中,可以使用自定義的函數來實現布隆過濾器。以下是一個簡單的示例:

DELIMITER $$
CREATE FUNCTION bloom_filter_add(str VARCHAR(255), filter VARBINARY(10000), hashCount INT, seed1 INT, seed2 INT)
RETURNS VARBINARY(10000)
DETERMINISTIC
BEGIN
DECLARE i, hash1, hash2 INT;
SET i = 0;
SET hash1 = seed1;
SET hash2 = seed2;
WHILE i< hashCount DO
SET hash1 = (hash1 * 31 + ASCII(SUBSTR(str, i+1, 1))) % 10000;
SET hash2 = (hash2 * 63 + ASCII(SUBSTR(str, i+1, 1))) % 10000;
SET i = i + 1;
END WHILE;
SET BIT_SET = BINARY_OR(filter, CONV(RIGHT(MD5(CONCAT(hash1, hash2)), 2), 16, 10));
RETURN BIT_SET;
END$$
CREATE FUNCTION bloom_filter_contains(str VARCHAR(255), filter VARBINARY(10000), hashCount INT, seed1 INT, seed2 INT)
RETURNS BOOLEAN
DETERMINISTIC
BEGIN
DECLARE i, hash1, hash2 INT;
SET i = 0;
SET hash1 = seed1;
SET hash2 = seed2;
WHILE i< hashCount DO
SET hash1 = (hash1 * 31 + ASCII(SUBSTR(str, i+1, 1))) % 10000;
SET hash2 = (hash2 * 63 + ASCII(SUBSTR(str, i+1, 1))) % 10000;
SET i = i + 1;
END WHILE;
IF BINARY_AND(filter, CONV(RIGHT(MD5(CONCAT(hash1, hash2)), 2), 16, 10)) >0 THEN
RETURN TRUE;
ELSE
RETURN FALSE;
END IF;
END$$
DELIMITER ;

在這個示例中,我們定義了兩個函數:bloom_filter_add和bloom_filter_contains。bloom_filter_add用于添加一個字符串到布隆過濾器中,bloom_filter_contains用于判斷一個字符串是否在布隆過濾器中。

其中,str為要添加或判斷的字符串,filter為位數組,hashCount為哈希函數的個數,seed1和seed2為哈希函數的種子。

bloom_filter_add函數中的MD5(CONCAT(hash1, hash2))可以將兩個哈希函數的結果合并成一個32位的哈希值。我們取這個哈希值的最后兩位作為二進制數的位置,然后使用CONV將它轉換為10進制,再和位數組進行二進制或運算,將對應位置的二進制數設為1。

bloom_filter_contains函數也是相同的計算方式,只是它判斷的是對應位置是否為1。

這只是一個簡單的示例,實際上布隆過濾器還有很多細節需要考慮。比如,如何確定哈希函數的個數、種子以及位數組的大小等等。但是,使用MySQL自定義函數實現布隆過濾器可以方便地將其集成到數據庫中,實現高效的數據過濾。