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countBF:一种通用、高精度且空间高效的计数布隆过滤器

数据结构与算法 2021-06-09 v1

摘要

布隆过滤器是一种用于成员查询的概率数据结构,已在多个领域被广泛试验以削减内存消耗并提升系统性能。布隆过滤器分为两类:计数布隆过滤器(CBF)与非计数布隆过滤器。CBF 的假阳性概率高于标准布隆过滤器(SBF),即 CBF 比 SBF 占用更高的内存 footprint。但 CBF 可解决假阴性概率的问题。值得注意的是,SBF 同样无假阴性,但它不能像 CBF 那样支持删除操作。为解决这些问题,我们提出一种基于 SBF 与二维布隆过滤器的新型计数布隆过滤器,称为 countBF。countBF 使用改进的 murmur 哈希函数以满足其多方面需求,并经由实验评估。我们的实验结果表明,countBF 分别比 SBF 和 CBF 少用 1.96×1.96\times7.85×7.85\times 的内存,同时保持比 SBF 和 CBF 更低的假阳性概率与执行时间。countBF 的总体准确率为 99.99992199.999921,证明了其相对于 SBF 和 CBF 的优越性。此外,我们还与其他最优的计数布隆过滤器进行了比较。

关键词

引用

@article{arxiv.2106.04364,
  title  = {countBF: A General-purpose High Accuracy and Space Efficient Counting Bloom Filter},
  author = {Sabuzima Nayak and Ripon Patgiri},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2106.04364},
  year   = {2021}
}

备注

Submitted to IEEE Conference for possible publication