海量数据问题总结

"海量数据问题"

Posted by Kcaco on October 6, 2020

“Yeah It’s on. ”

海量数据处理思路:

  1. 分而治之
  2. 堆排序
  3. 外排序
  4. 布隆过滤器/BitMap

海量数据排序

使用思想:分治+外排

1TB数据使用32GB内存如何排序

从40个块中分别读取25G/40=0.625G入内存(40 input buffers)。

执行40路合并,并将合并结果临时存储于2GB 基于内存的输出缓冲区中。当缓冲区写满2GB时,写入硬盘上最终文件,并清空输出缓冲区;当40个输入缓冲区中任何一个处理完毕时,写入该缓冲区所对应的块中的下一个0.625GB,直到全部处理完成。

海量数据查找

使用思想:BitMap

给40亿个不重复的unsigned int的整数,没排过序的,然后再给一个数,如何快速判断这个数是否在那40亿个数当中?

用位图/Bitmap的方法,申请512M的内存,一个bit位代表一个unsigned int值。读入40亿个数,设置相应的bit位,读入要查询的数,查看相应bit位是否为1,为1表示存在,为0表示不存在。

使用思想:布隆过滤器

给定a、b两个文件,各存放50亿个url,每个url各占64字节,内存限制是4G,让你找出a、b文件共同的url?

假设错误率为0.01,则此时m应大概是n的13倍。

根据这个问题我们来计算下内存的占用,4G=2^32大概是40亿*8大概是340亿,n=50亿,如果按出错率0.01算需要的大概是650亿个bit。

给定a、b两个文件,各存放50亿个url,每个url各占64字节,内存限制是4G,让你找出a、b文件共同的url?如果允许有一定的错误率,可以使用Bloom filter,4G内存大概可以表示340亿bit。将其中一个文件中的url使用Bloom filter映射为这340亿bit,然后挨个读取另外一个文件的url,检查是否与Bloom filter,如果是,那么该url应该是共同的url。

海量数据topK

使用思想:分治+堆排

有一个1G大小的一个文件,里面每一行是一个词,词的大小不超过16字节,内存限制大小是1M。返回频数最高的100个词。

  1. 顺序读文件中,对于每个词x,取hash(x)%5000,然后按照该值存到5000个小文件(记为x0,x1,…x4999)中。这样每个文件大概是200k左右。如果其中的有的文件超过了1M大小,还可以按照类似的方法继续往下分,直到分解得到的小文件的大小都不超过1M。

  2. 对每个小文件,统计每个文件中出现的词以及相应的频率(可以采用trie树/hash_map等),并取出出现频率最大的100个词(可以用含100个结点的最小堆),并把100个词及相应的频率存入文件,这样又得到了5000个文件。下一步就是把这5000个文件进行归并(类似与归并排序)的过程了。

后记

TBD