螞蟻金服面試題:如何在布隆過濾器中增加刪除的功能?
嗨,小伙伴們!小米來啦~今天要和大家分享一道特別有意思的面試題目,螞蟻金服的Java面試題:在Redis布隆過濾器中如何增加刪除的功能。這個(gè)題目既考驗(yàn)了對Java的熟練運(yùn)用,又需要對布隆過濾器以及Redis底層數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)有深刻的理解。廢話不多說,咱們直接開始挖掘這個(gè)技術(shù)的寶藏吧! 布隆過濾器簡介
首先,我們來回顧一下什么是布隆過濾器。簡單來說,布隆過濾器是一種空間效率高、時(shí)間復(fù)雜度低的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),主要用于判斷一個(gè)元素是否可能在一個(gè)集合中。它基于哈希函數(shù)的原理,
通過對元素進(jìn)行多次哈希映射到一個(gè)固定大小的位數(shù)組中,來判斷元素是否存在。
但是,布隆過濾器存在一定的缺陷,那就是無法刪除已經(jīng)加入的元素。 為什么布隆過濾器無法刪除元素?
在了解如何在Redis中實(shí)現(xiàn)刪除功能之前,我們先來理解一下為什么布隆過濾器無法簡單地刪除已經(jīng)加入的元素。咱們一起來思考一下哈希沖突的問題。
由于布隆過濾器的元素通過多個(gè)哈希函數(shù)映射到位數(shù)組中,如果要刪除一個(gè)元素,我們需要將位數(shù)組中所有映射到的位置都置為0。然而,這樣就會影響到其他元素的判斷,因?yàn)榭赡芷渌匾苍谙嗤奈恢蒙稀?/p>
這就是為什么布隆過濾器通常被設(shè)計(jì)成不支持刪除操作的原因。 解決方案:使用計(jì)數(shù)器布隆過濾器
為了解決無法刪除元素的問題,可以引入計(jì)數(shù)器布隆過濾器。它在傳統(tǒng)布隆過濾器的基礎(chǔ)上,為每個(gè)元素維護(hù)一個(gè)計(jì)數(shù)器。當(dāng)元素被加入時(shí),計(jì)數(shù)器加1;當(dāng)需要刪除元素時(shí),計(jì)數(shù)器減1。只有當(dāng)計(jì)數(shù)器歸零時(shí),才真正刪除該元素。這種方式雖然增加了一些復(fù)雜性,但使得刪除操作成為可能。 Java中實(shí)現(xiàn)刪除功能
接下來,我們看看在Java中如何在Redis布隆過濾器中增加刪除的功能。這里我們以Jedis作為Redis的Java客戶端來演示。 首先,我們需要引入Jedis(
版本號為3.3.0
)的依賴:
然后,我們來看一下如何實(shí)現(xiàn)增加刪除功能的布隆過濾器:
在這個(gè)例子中,我們通過
hincrBy
命令來增加或減少計(jì)數(shù)器的值,實(shí)現(xiàn)了對元素的添加和刪除。同時(shí),通過
hmget
命令來判斷元素是否存在,只有當(dāng)所有哈希位置的計(jì)數(shù)器都大于零時(shí),才認(rèn)為元素存在。 END
通過本文的分享,我們學(xué)習(xí)了布隆過濾器的基本原理和為什么它無法簡單刪除元素。為了解決這一問題,我們介紹了計(jì)數(shù)器布隆過濾器的概念,并在Java中使用Jedis演示了如何實(shí)現(xiàn)增加刪除功能的布隆過濾器。 希望這篇文章對你有所幫助,如果有任何問題或想要深入了解,歡迎在評論區(qū)留言哦~同時(shí),如果你對其他技術(shù)話題有興趣,也歡迎提出,小米會不定期分享更多干貨給大家的!感謝大家的閱讀,我們下期再見啦! 如有疑問或者更多的技術(shù)分享,歡迎關(guān)注我的微信公眾號“
知其然亦知其所以然
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