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Redis HyperLogLog
HyperLogLog 是 Redis 提供的一种基数估算（Cardinality Estimation）数据结构，专门用于统计去重元素的数量（近似值）。
1. HyperLogLog 特点
✅ 节省内存：无论存储的元素有 10 个 还是 10 亿个，HyperLogLog 只占用 12 KB 内存。
✅ 近似计数：返回去重后的元素个数，但存在小误差（误差率约 0.81%）。
✅ 适用于大规模去重统计，如 UV 统计、IP 统计、关键词计数 等。
2. HyperLogLog 常用命令
（1）PFADD：添加元素
PFADD key element [element ...]
key：HyperLogLog 的键名。element：要添加的元素，可以是多个。
📌 示例
PFADD uv_counter "user_1"
PFADD uv_counter "user_2"
PFADD uv_counter "user_3"
作用：将
user_1、user_2、user_3添加到uv_counter（用户访问计数）。
（2）PFCOUNT：获取去重后计数
PFCOUNT key
key：HyperLogLog 键名。
📌 示例
PFCOUNT uv_counter # 统计去重后的用户数
返回值：估算的去重计数（近似值）。
（3）PFMERGE：合并多个 HyperLogLog
PFMERGE destKey sourceKey1 sourceKey2 ...
destKey：合并后存储的键名。sourceKey1, sourceKey2 ...：要合并的多个 HyperLogLog。
📌 示例
PFMERGE total_uv uv_day1 uv_day2
作用：合并
uv_day1和uv_day2的访问数据，存入total_uv。
3. HyperLogLog 实际应用
（1）统计网站 UV（Unique Visitors）
📌 需求：计算每天网站的唯一访客数（UV），避免重复计数。
📌 方案：每个访客 ID 作为一个元素，存入 HyperLogLog。
PFADD uv:20240319 "user_1"
PFADD uv:20240319 "user_2"
PFADD uv:20240319 "user_1" # 再次访问，仍然只算 1 次
PFCOUNT uv:20240319 # 获取去重后的 UV 计数
优点：相比 Set 存储用户 ID，HyperLogLog 节省大量内存。
（2）统计不同 IP 数量
📌 需求：统计访问网站的不同 IP 数量。
📌 方案：将 IP 地址作为元素，存入 HyperLogLog。
PFADD ip_counter "192.168.1.1"
PFADD ip_counter "192.168.1.2"
PFADD ip_counter "192.168.1.1" # 再次访问，不重复计数
PFCOUNT ip_counter # 获取去重 IP 数量
（3）统计不同关键词搜索次数
📌 需求：统计搜索的不同关键词的数量，而不是具体的关键词。
📌 方案：将用户搜索的关键词存入 HyperLogLog。
PFADD search_keywords "Redis"
PFADD search_keywords "Redis tutorial"
PFADD search_keywords "HyperLogLog"
PFCOUNT search_keywords # 统计去重后的关键词数量
4. HyperLogLog vs. Set
| 对比项 | HyperLogLog | Set |
|---|---|---|
| 功能 | 近似去重计数 | 精确去重计数 |
| 内存占用 | 固定 12 KB（不随数据增长） | 随数据量增加 |
| 误差 | 0.81%（允许误差） | 无误差（精确） |
| 适用场景 | 统计 UV、IP 数量、大量数据去重 | 存储唯一 ID、去重存储 |
📌 结论：
- 如果要精确去重统计，用
Set。 - 如果只关心去重计数，且数据量大，用
HyperLogLog（节省内存）。
5. HyperLogLog 内部原理（简单理解）
HyperLogLog 通过 概率算法 实现去重计数：
- 哈希映射：将元素哈希为二进制数，并寻找最长的前导 0（如
0001101→ 3）。 - 统计多个桶的最大值，结合 LogLog 公式 估算总数量。
- 通过多次采样和修正，保证误差在 0.81% 以内。
6. 总结
✅ HyperLogLog 是 Redis 中高效的基数估算工具，用于大规模去重计数（如 UV 统计）。
✅ 固定 12 KB 内存，适用于 海量数据去重统计。
✅ 误差率约 0.81%，但比 Set 更节省内存。
✅ 常用命令：
PFADD（添加元素）PFCOUNT（获取去重后计数）PFMERGE（合并多个 HyperLogLog）
💡 适用场景：网站 UV 统计、IP 统计、关键词搜索次数、去重计数等。
参考文献
[1] https://redis.io/docs/latest/develop/data-types/probabilistic/hyperloglogs/