说道布隆过滤器,就免不了说到缓存穿透。
缓存穿透
在高并发下,查询一个并不存在的值时,缓存不会被命中,导致大量请求直接落到数据库。
布隆过滤器的设计原理
(这里是重点,再看不懂,私聊我)
数据库所有的键,经过一次哈希运算,收敛到(A,B)区间,
某个待查询的键K,如果经过同样的哈希运算,落在(A,B)区间,因为存在哈希碰撞,所以我们说K有可能属于数据库中所有的键中的一员;
但是如果该K经过哈希运算,没有落在收敛区间,则证明K一定不属于原数据库键。
那为什么要使用多个哈希函数?
因为经过一次哈希函数落在收敛区间,只能说该K有可能属于原数据库键,但是如果经过多个哈希函数,还是落到收敛区间,概率叠加,无形中增大了该K属于原数据库键的概率。
总体上看: 布隆过滤器是利用了哈希算法的单向收敛性+概率论。
时间复杂度: 要判断N是否属于原查询键,只需要经过几次哈希运算,所以布隆过滤器判断的过程是很快的,
布隆过滤器的应用
很明显,布隆过滤器存在误报, 经过上面的分析:误报率跟哈希碰撞和有几个哈希函数有关,
成熟的布隆过滤器,这些你都不需要考虑,只需要指定 ① 哈希结果的存储区 ②容量 ③误报率
总结
布隆过滤器是 哈希函数单向收敛和 概率论的完美结合,
从上面的分析看,解决缓存穿透,我们在Cache前面预热一个布隆过滤器,就可以阻止绝大部分非法的查询键。
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