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大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)之BigData常用算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)
2016-04-10
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大數(shù)據(jù)學(xué)習(xí)之BigData常用算法和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)

核心思路： 由多層組成，每層都是一個(gè)有序鏈表，最底層包含所有元素，元素?cái)?shù)逐層遞減。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)指針，一個(gè)->,一個(gè)向下。

1.Bloom Filter
    由一個(gè)很長(zhǎng)的二進(jìn)制向量和一系列hash函數(shù)組成
    優(yōu)點(diǎn)：可以減少IO操作，省空間
    缺點(diǎn)：不支持刪除，有誤判
    如果要支持刪除操作： 改成計(jì)數(shù)布隆過(guò)濾器

大數(shù)據(jù)

2.SkipList（跳表）
    核心思路： 由多層組成，每層都是一個(gè)有序鏈表，最底層包含所有元素，元素?cái)?shù)逐層遞減。每個(gè)節(jié)點(diǎn)包含兩個(gè)指針，一個(gè)->,一個(gè)向下。
    并行編程情況下可以用鎖或者CAS操作。
    CAS:
    compare and swap，解決多線程并行情況下使用鎖造成性能損耗的一種機(jī)制，CAS操作包含三個(gè)操作數(shù)——內(nèi)存位置（V）、預(yù)期原值（A）和新值（B）。如果內(nèi)存位置 的值與預(yù)期原值相匹配，那么處理器會(huì)自動(dòng)將該位置值更新為新值。否則，處理器不做任何操作。無(wú)論哪種情況，它都會(huì)在CAS指令之前返回該位置的值。CAS 有效地說(shuō)明了“我認(rèn)為位置V應(yīng)該包含值A(chǔ)；如果包含該值，則將B放到這個(gè)位置；否則，不要更改該位置，只告訴我這個(gè)位置現(xiàn)在的值即可。
    用CAS實(shí)現(xiàn)的插入：
    void insert（Node *prev, Node *node） {  while （true） {   node->next = prev->next;   if （__sync_compare_and_swap（&prev->next, node->next, node）） {    return;   }  } }
    3.LSM樹(shù)（Log-Structured Merge-Tree）
    與B+樹(shù)相比，犧牲部分讀性能，大幅提高寫(xiě)性能。
    宗旨：把大量隨機(jī)寫(xiě)改為批量序列寫(xiě)。
    在內(nèi)存中維護(hù)多個(gè)小的有序結(jié)構(gòu)，在查找時(shí)要二分遍歷這些結(jié)構(gòu)，不斷把小樹(shù)合并為大樹(shù)，進(jìn)行批量插入。
    為了優(yōu)化查找，可以使用Bloom Filter。（判斷小結(jié)構(gòu)中有沒(méi)有目標(biāo)數(shù)據(jù)）
    4.HashTree
    用于快速定位海量數(shù)據(jù)中少量變化的內(nèi)容
    對(duì)每一項(xiàng)數(shù)據(jù)進(jìn)行Hash，多項(xiàng)組合之后再Hash，再Hash，最后到Top Hash。
    5.Cuckoo哈希
    使用兩個(gè)哈希函數(shù)H1（X）和H2（X），插入X時(shí)，同時(shí)計(jì)算H1（X）和H2（X），如果任意一個(gè)桶為空，將X插入相應(yīng)位置，如果都滿了，選一個(gè)桶把y踢掉，放入X,對(duì)y執(zhí)行上述過(guò)程。設(shè)定最大替換次數(shù)，達(dá)到次數(shù)時(shí)增大桶的數(shù)量或者重選Hash函數(shù)。


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