Redis的BitMap实现分布式布隆过滤器

import redis
 
# 假设已经有一个Redis连接对象
redis_client = redis.StrictRedis(host='localhost', port=6379, db=0)
 
# 布隆过滤器的基本操作
class BloomFilter:
    def __init__(self, key_prefix, initial_capacity=100, error_rate=0.01):
        self.key_prefix = key_prefix
        self.initial_capacity = initial_capacity
        self.error_rate = error_rate
        # 需要计算哈希函数的数量，并且不能小于1，也不能大于32
        self.hash_num = max(min(int(3 * self.initial_capacity / self.error_rate ** 2), 32), 1)
 
    # 添加元素
    def add(self, value):
        keys = self._get_keys(value)
        pipe = redis_client.pipeline()
        for key in keys:
            pipe.setbit(key, self._get_offset(value), 1)
        pipe.execute()
 
    # 检查元素是否可能存在
    def might_exist(self, value):
        keys = self._get_keys(value)
        pipe = redis_client.pipeline()
        for key in keys:
            pipe.getbit(key, self._get_offset(value))
        return all(pipe.execute())
 
    # 计算哈希函数得到的位移
    def _get_offset(self, value):
        return sum(map(lambda x: x % self.initial_capacity, map(hash, (value,) * self.hash_num)))
 
    # 获取对应的bitmap的key
    def _get_keys(self, value):
        return [f"{self.key_prefix}:{i}" for i in range(self.hash_num) ]
 
# 使用布隆过滤器
bf = BloomFilter(key_prefix="my_bf")
bf.add("some_value")
print(bf.might_exist("some_value"))  # 应该输出True，因为值已经添加过
print(bf.might_exist("another_value"))  # 可能输出True，如果这个值未添加过，但有可能误判

这个简单的布隆过滤器实现使用了Redis的bitmap特性来存储数据。它提供了添加元素和检查元素是否存在的方法，但请注意，由于使用了哈希函数，因此无法保证100%的准确性，可能会有一定的误判率。在实际应用中，可以根据需要调整初始容量和错误率来满足不同的使用场景。