千家信息网

Redis 中布隆过滤器的实现

发表于:2026-11-04 作者:千家信息网编辑
千家信息网最后更新 2026年11月04日,Redis 中布隆过滤器的实现?相信很多没有经验的人对此束手无策,为此本文总结了问题出现的原因和解决方法,通过这篇文章希望你能解决这个问题。什么是『布隆过滤器』布隆过滤器是一个神奇的数据结构,可以用来
千家信息网最后更新 2026年11月04日Redis 中布隆过滤器的实现

Redis 中布隆过滤器的实现?相信很多没有经验的人对此束手无策,为此本文总结了问题出现的原因和解决方法,通过这篇文章希望你能解决这个问题。

什么是『布隆过滤器』

布隆过滤器是一个神奇的数据结构,可以用来判断一个元素是否在一个集合中。很常用的一个功能是用来去重。在爬虫中常见的一个需求:目标网站 URL 千千万,怎么判断某个 URL 爬虫是否宠幸过?简单点可以爬虫每采集过一个 URL,就把这个 URL 存入数据库中,每次一个新的 URL 过来就到数据库查询下是否访问过。

select id from table where url = 'https://jaychen.cc'

但是随着爬虫爬过的 URL 越来越多,每次请求前都要访问数据库一次,并且对于这种字符串的 SQL 查询效率并不高。除了数据库之外,使用 Redis 的 set 结构也可以满足这个需求,并且性能优于数据库。但是 Redis 也存在一个问题:耗费过多的内存。这个时候布隆过滤器就很横的出场了:这个问题让我来。

相比于数据库和 Redis,使用布隆过滤器可以很好的避免性能和内存占用的问题。

布隆过滤器本质是一个位数组,位数组就是数组的每个元素都只占用 1 bit 。每个元素只能是 0 或者 1。这样申请一个 10000 个元素的位数组只占用 10000 / 8 = 1250 B 的空间。布隆过滤器除了一个位数组,还有 K 个哈希函数。当一个元素加入布隆过滤器中的时候,会进行如下操作:

  • 使用 K 个哈希函数对元素值进行 K 次计算,得到 K 个哈希值。

  • 根据得到的哈希值,在位数组中把对应下标的值置为 1。

举个?,假设布隆过滤器有 3 个哈希函数:f1, f2, f3 和一个位数组 arr。现在要把 https://jaychen.cc 插入布隆过滤器中:

  • 对值进行三次哈希计算,得到三个值 n1, n2, n3。

  • 把位数组中三个元素 arr[n1], arr[n2], arr[3] 置为 1。

当要判断一个值是否在布隆过滤器中,对元素再次进行哈希计算,得到值之后判断位数组中的每个元素是否都为 1,如果值都为 1,那么说明这个值在布隆过滤器中,如果存在一个值不为 1,说明该元素不在布隆过滤器中。

看不懂文字看下面的灵魂画手的图解释???

看了上面的说明,必然会提出一个问题:当插入的元素原来越多,位数组中被置为 1 的位置就越多,当一个不在布隆过滤器中的元素,经过哈希计算之后,得到的值在位数组中查询,有可能这些位置也都被置为 1。这样一个不存在布隆过滤器中的也有可能被误判成在布隆过滤器中。但是如果布隆过滤器判断说一个元素不在布隆过滤器中,那么这个值就一定不在布隆过滤器中。简单来说:

  • 布隆过滤器说某个元素在,可能会被误判。

  • 布隆过滤器说某个元素不在,那么一定不在。

这个布隆过滤器的缺陷放到上面爬虫的需求中,可能存在某些没有访问过的 URL 可能会被误判为访问过,但是如果是访问过的 URL 一定不会被误判为没访问过。

Redis 中的布隆过滤器

redis 在 4.0 的版本中加入了 module 功能,布隆过滤器可以通过 module 的形式添加到 redis 中,所以使用 redis 4.0 以上的版本可以通过加载 module 来使用 redis 中的布隆过滤器。但是这不是最简单的方式,使用 docker 可以直接在 redis 中体验布隆过滤器。

> docker run -d -p 6379:6379 --name bloomfilter redislabs/rebloom> docker exec -it bloomfilter redis-cli

redis 布隆过滤器主要就两个命令:

  • bf.add 添加元素到布隆过滤器中:bf.add urls https://jaychen.cc。

  • bf.exists 判断某个元素是否在过滤器中:bf.exists urls https://jaychen.cc。

上面说过布隆过滤器存在误判的情况,在 redis 中有两个值决定布隆过滤器的准确率:

  • error_rate :允许布隆过滤器的错误率,这个值越低过滤器的位数组的大小越大,占用空间也就越大。

  • initial_size :布隆过滤器可以储存的元素个数,当实际存储的元素个数超过这个值之后,过滤器的准确率会下降。

redis 中有一个命令可以来设置这两个值:

bf.reserve urls 0.01 100

三个参数的含义:

  • 第一个值是过滤器的名字。

  • 第二个值为 error_rate 的值。

  • 第三个值为 initial_size 的值。

使用这个命令要注意一点:执行这个命令之前过滤器的名字应该不存在,如果执行之前就存在会报错:(error) ERR item exists

看完上述内容,你们掌握Redis 中布隆过滤器的实现的方法了吗?如果还想学到更多技能或想了解更多相关内容,欢迎关注行业资讯频道,感谢各位的阅读!

过滤器 布隆 元素 位数 哈希 数据 数据库 问题 爬虫 三个 命令 数组 两个 函数 需求 查询 个数 位置 内存 内容 数据库的安全要保护哪些东西 数据库安全各自的含义是什么 生产安全数据库录入 数据库的安全性及管理 数据库安全策略包含哪些 海淀数据库安全审计系统 建立农村房屋安全信息数据库 易用的数据库客户端支持安全管理 连接数据库失败ssl安全错误 数据库的锁怎样保障安全 互联网科技深圳 高科技与互联网 深圳互联网络科技有限公司 互联网科技媒体 互联网科技的英文 凡科互联网科技 科技互联网创业计划书 天扬科技互联网广告 互联网科技有限公司 翻译 互联网金融监管科技 恒银科技与互联网金融 中化能源互联网科技招聘 和信科技工业互联网 呼和浩特新华互联网科技学院 中国互联网十大科技股排名 互联网科技如何创业 滨湖区互联网智能科技产品有哪些 版纳互联网科技选哪家 米泉互联网科技专业怎么样 山东亿川互联网科技有限责任公司 互联网科技工作委员会副主任毛军 人人互联网科技是培训 海南科技产业互联网平台 科技与互联网的利与弊 互联网科技博主是什么意思 伊宁互联网科技做什么的 江苏苏星互联网科技有限公司 产业互联网科技服务公司 互联网金融运营模式中的金融科技 互联网科技创业有什么好项目
0