SpringBoot+Redis实现布隆过滤器的示例代码


Posted in Java/Android onMarch 17, 2022

简述

关于布隆过滤器的详细介绍,我在这里就不再赘述一遍了

我们首先知道:BloomFilter使用长度为m bit的字节数组,使用k个hash函数,增加一个元素: 通过k次hash将元素映射到字节数组中k个位置中,并设置对应位置的字节为1。查询元素是否存在: 将元素k次hash得到k个位置,如果对应k个位置的bit是1则认为存在,反之则认为不存在。

Guava 中已经有具体的实现,而在我们实际生产环境中,本地的存储往往无法满足我们实际的 需求。所以在这时候,就需要我们使用 redis 了。

Redis 安装 Bloom Filter

git clone https://github.com/RedisLabsModules/redisbloom.git
cd redisbloom
make # 编译

vi redis.conf
## 增加配置
loadmodule /usr/local/web/redis/RedisBloom-1.1.1/rebloom.so

##redis 重启
#关闭
./redis-cli -h 127.0.0.1 -p 6379 shutdown
#启动
./redis-server ../redis.conf &

基本指令

#创建布隆过滤器,并设置一个期望的错误率和初始大小
bf.reserve userid 0.01 100000
#往过滤器中添加元素
bf.add userid 'sbc@163.com'
#判断指定key的value是否在bloomfilter里存在,存在:返回1,不存在:返回0
bf.exists userid 'sbc@163.com'

结合 SpingBoot

搭建一个简单的 springboot 框架

方式一

配置

<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<project xmlns="http://maven.apache.org/POM/4.0.0"
         xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance"
        xsi:schemaLocation="http://maven.apache.org/POM/4.0.0 http://maven.apache.org/xsd/maven-4.0.0.xsd">
    <modelVersion>4.0.0</modelVersion>
    <groupId>com.bloom</groupId>
    <artifactId>test-bloomfilter</artifactId>
    <version>1.0-SNAPSHOT</version>
    <parent>
        <groupId>org.springframework.boot</groupId>
        <artifactId>spring-boot-starter-parent</artifactId>
        <version>1.5.8.RELEASE</version>
        <relativePath/> <!-- lookup parent from repository -->
    </parent>
    <dependencies>
        <dependency>
            <groupId>org.springframework.boot</groupId>
            <artifactId>spring-boot-starter</artifactId>
        </dependency>
        <dependency>
            <groupId>org.apache.commons</groupId>
            <artifactId>commons-lang3</artifactId>
            <version>3.0.1</version>
        </dependency>
    </dependencies>
</project>

redis本身对布隆过滤器就有一个很好地实现,在 java 端,我们直接导入 redisson 的 jar包即可

<dependency>
  <groupId>org.redisson</groupId>
  <artifactId>redisson</artifactId>
  <version>3.8.2</version>
</dependency>

将 Redisson实例 注入 SpringIOC 容器中

@Configuration
public class RedissonConfig {

    @Value("${redisson.redis.address}")
    private String address;

    @Value("${redisson.redis.password}")
    private String password;

    @Bean
    public Config redissionConfig() {
        Config config = new Config();
        SingleServerConfig singleServerConfig = config.useSingleServer();
        singleServerConfig.setAddress(address);
        if (StringUtils.isNotEmpty(password)) {
            singleServerConfig.setPassword(password);
        }

        return config;
    }

    @Bean
    public RedissonClient redissonClient() {
        return Redisson.create(redissionConfig());
    }
}

配置文件

redisson.redis.address=redis://127.0.0.1:6379
redisson.redis.password=

最后测试我们的布隆过滤器

@SpringBootApplication
public class BloomApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(BloomApplication.class, args);
        RedissonClient redisson = context.getBean(RedissonClient.class);
        RBloomFilter bf = redisson.getBloomFilter("test-bloom-filter");
        bf.tryInit(100000L, 0.03);
        Set<String> set = new HashSet<String>(1000);
        List<String> list = new ArrayList<String>(1000);
      //向布隆过滤器中填充数据,为了测试真实,我们记录了 1000 个 uuid,另外 9000个作为干扰数据
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
           String uuid = UUID.randomUUID().toString();
          if(i<1000){
            set.add(uuid);
            list.add(uuid);
          }
          
           bf.add(uuid);
        }

        int wrong = 0; // 布隆过滤器误判的次数
        int right = 0;// 布隆过滤器正确次数
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            String str = i % 10 == 0 ? list.get(i / 10) : UUID.randomUUID().toString();
            if (bf.contains(str)) {
                if (set.contains(str)) {
                    right++;
                } else {
                    wrong++;
                }
            }
        }

        //right 为1000
        System.out.println("right:" + right);
        //因为误差率为3%,所以一万条数据wrong的值在30左右
        System.out.println("wrong:" + wrong);
          //过滤器剩余空间大小
        System.out.println(bf.count());
    }
}

以上使我们使用 redisson 的使用方式,下面介绍一种比较原始的方式,使用lua脚本的方式

方式二

bf_add.lua

local bloomName = KEYS[1]
local value = KEYS[2]
local result = redis.call('BF.ADD',bloomName,value)
return result

bf_exist.lua

local bloomName = KEYS[1]
local value = KEYS[2]
 
local result = redis.call('BF.EXISTS',bloomName,value)
return result
@Service
public class RedisBloomFilterService {

    @Autowired
    private RedisTemplate redisTemplate;

    //我们依旧用刚刚的那个过滤器
    public static final String BLOOMFILTER_NAME = "test-bloom-filter";

    /**
     * 向布隆过滤器添加元素
     * @param str
     * @return
     */
    public Boolean bloomAdd(String str) {
        DefaultRedisScript<Boolean> LuaScript = new DefaultRedisScript<Boolean>();
        LuaScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("bf_add.lua")));
        LuaScript.setResultType(Boolean.class);
        //封装传递脚本参数
        List<String> params = new ArrayList<String>();
        params.add(BLOOMFILTER_NAME);
        params.add(str);
        return (Boolean) redisTemplate.execute(LuaScript, params);
    }

    /**
     * 检验元素是否可能存在于布隆过滤器中 * @param id * @return
     */
    public Boolean bloomExist(String str) {
        DefaultRedisScript<Boolean> LuaScript = new DefaultRedisScript<Boolean>();
        LuaScript.setScriptSource(new ResourceScriptSource(new ClassPathResource("bf_exist.lua")));
        LuaScript.setResultType(Boolean.class);
        //封装传递脚本参数
        ArrayList<String> params = new ArrayList<String>();
        params.add(BLOOMFILTER_NAME);
        params.add(String.valueOf(str));
        return (Boolean) redisTemplate.execute(LuaScript, params);
    }
}

最后我们还是用上面的启动器执行测试代码

@SpringBootApplication
public class BloomApplication {
    public static void main(String[] args) {
        ConfigurableApplicationContext context = SpringApplication.run(BloomApplication.class, args);
        RedisBloomFilterService filterService = context.getBean(RedisBloomFilterService.class);
        Set<String> set = new HashSet<String>(1000);
        List<String> list = new ArrayList<String>(1000);
        //向布隆过滤器中填充数据,为了测试真实,我们记录了 1000 个 uuid,另外 9000个作为干扰数据
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            String uuid = UUID.randomUUID().toString();
            if (i < 1000) {
                set.add(uuid);
                list.add(uuid);
            }

            filterService.bloomAdd(uuid);
        }

        int wrong = 0; // 布隆过滤器误判的次数
        int right = 0;// 布隆过滤器正确次数
        for (int i = 0; i < 10000; i++) {
            String str = i % 10 == 0 ? list.get(i / 10) : UUID.randomUUID().toString();
            if (filterService.bloomExist(str)) {
                if (set.contains(str)) {
                    right++;
                } else {
                    wrong++;
                }
            }
        }

        //right 为1000
        System.out.println("right:" + right);
        //因为误差率为3%,所以一万条数据wrong的值在30左右
        System.out.println("wrong:" + wrong);
    }
}

相比而言,个人比较推荐第一种,实现的原理都是差不多,redis 官方已经为我封装好了执行脚本,和相关 api,用官方的会更好一点

到此这篇关于SpringBoot+Redis实现布隆过滤器的示例代码的文章就介绍到这了,更多相关SpringBoot Redis布隆过滤器内容请搜索三水点靠木以前的文章或继续浏览下面的相关文章希望大家以后多多支持三水点靠木!

Java/Android 相关文章推荐
Java实战之用Swing实现通讯录管理系统
Jun 13 Java/Android
SpringBoot生成License的实现示例
Jun 16 Java/Android
新手入门Jvm-- JVM对象创建与内存分配机制
Jun 18 Java/Android
详解Java实践之抽象工厂模式
Jun 18 Java/Android
启动Tomcat时出现大量乱码的解决方法
Jun 21 Java/Android
详解Java分布式事务的 6 种解决方案
Jun 26 Java/Android
探讨Java中的深浅拷贝问题
Jun 26 Java/Android
Spring mvc是如何实现与数据库的前后端的连接操作的?
Jun 30 Java/Android
Java基础-封装和继承
Jul 02 Java/Android
引用计数法和root搜索算法以及JVM中判定对象需要回收的方法
Apr 19 Java/Android
利用正则表达式匹配浮点型数据
May 30 Java/Android
Java Redisson多策略注解限流
Sep 23 Java/Android
Java9新特性对HTTP2协议支持与非阻塞HTTP API
Java练习之潜艇小游戏的实现
Mar 16 #Java/Android
你知道Java Spring的两种事务吗
Java并发编程之原子性-Atomic的使用
Java9新特性之Module模块化编程示例演绎
Mar 16 #Java/Android
JVM的类加载器和双亲委派模式你了解吗
Java生成日期时间存入Mysql数据库的实现方法
Mar 03 #Java/Android
You might like
PHP常用代码大全(新手入门必备)
2010/06/29 PHP
php 防止表单重复提交两种实现方法
2016/11/03 PHP
Mootools 1.2教程 设置和获取样式表属性
2009/09/15 Javascript
jQuery+jqmodal弹出窗口实现代码分明
2010/06/14 Javascript
jQuery EasyUI API 中文文档 - ProgressBar 进度条
2011/09/29 Javascript
js原型链原理看图说明
2012/07/07 Javascript
jQuery 插件仿百度搜索框智能提示(带Value值)
2013/01/22 Javascript
JS定时刷新页面及跳转页面的方法
2013/07/04 Javascript
JavaScript中的函数的两种定义方式和函数变量赋值
2014/05/12 Javascript
JQuery教学之性能优化
2014/05/14 Javascript
自编jQuery插件实现模拟alert和confirm
2014/09/01 Javascript
jQuery弹出层插件Lightbox_me使用指南
2015/04/21 Javascript
jQuery遍历json的方法分析
2016/04/16 Javascript
javascript封装addLoadEvent实现页面同时加载执行多个函数的方法
2016/07/25 Javascript
Angular 开发学习之Angular CLI的安装使用
2017/12/31 Javascript
Javascript实现运算符重载详解
2018/04/07 Javascript
微信小程序实现单列下拉菜单效果
2019/04/25 Javascript
python之wxPython菜单使用详解
2014/09/28 Python
Python的设计模式编程入门指南
2015/04/02 Python
Python中pip安装非PyPI官网第三方库的方法
2015/06/02 Python
今天 平安夜 Python 送你一顶圣诞帽 @微信官方
2017/12/25 Python
python matplotlib 注释文本箭头简单代码示例
2018/01/08 Python
在python中只选取列表中某一纵列的方法
2018/11/28 Python
python实现简单俄罗斯方块
2020/03/13 Python
Python selenium如何打包静态网页并下载
2020/08/12 Python
Python实现京东抢秒杀功能
2021/01/25 Python
优质有机椰子产品:Dr. Goerg
2019/09/24 全球购物
财务总经理岗位职责
2014/02/16 职场文书
煤矿安全保证书
2015/02/27 职场文书
离婚被告代理词
2015/05/23 职场文书
工作收入证明模板
2015/06/12 职场文书
Python入门之基础语法详解
2021/05/11 Python
redis cluster支持pipeline的实现思路
2021/06/23 Redis
Java Dubbo框架知识点梳理
2021/06/26 Java/Android
JS前端轻量fabric.js系列物体基类
2022/08/05 Javascript
table不让td文字溢出操作方法
2022/12/24 HTML / CSS