Range filters are compact probabilistic data structures that answer approximate range emptiness queries. They are used in many domains, e.g., in key-value stores, to quickly rule out the existence of keys in a given query range and avoid searching for them in storage. However, all existing range filters exhibit at least one of three shortcomings: (1) they do not provide any false positive rate or performance guarantees, (2) they do not support variable-length keys and query ranges, and (3) they do not allow dynamic updates. We introduce Diva, the first range filter to address all the above challenges simultaneously. Diva learns the dataset's distribution by sampling keys and storing them in a cache-efficient trie. It compresses keys in-between samples by removing their longest common prefix and truncating their suffixes while leaving enough bits in the middle (i.e., an infix) to differentiate the keys in sorted order. It stores infixes in constant-time dynamic data blocks, which it splits to handle insertions and expansions. It processes a range query by traversing the trie and checking for the inclusion of infixes in the target query range. We mathematically prove that Diva provides the best possible trade-off between memory and false positive rate on many common real-world data distributions. We extend these benefits to a wider range of real-world workloads by introducing Diva++, an enhanced Diva variant. Diva++ saves memory by removing redundancies among infixes using order-preserving entropy encoding. It then removes any remaining identical infixes and uses the freed space to store more bits of the original keys within compact binary tries. We compare Diva and Diva++ to all prior range filters, and show that they achieve a false positive rate on par with the state of the art on real-world datasets while supporting dynamicity and variable-length queries and keys.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

“推荐系统”加上“图神经网络”
机器学习与推荐算法
12+阅读 · 2020年3月23日
非平衡数据集 focal loss 多类分类
AI研习社
33+阅读 · 2019年4月23日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
VIP会员
最新内容
世界模型入门:从序贯决策到通用智能体
专知会员服务
6+阅读 · 10月24日
军事域更好使用人工智能的实用指南
专知会员服务
9+阅读 · 10月22日
《衡量语言模型中的作战规划能力》
专知会员服务
14+阅读 · 10月20日
Maven智能系统:帕兰提尔军事人工智能平台详解
专知会员服务
17+阅读 · 10月20日
《测试自动化框架在敏捷软件开发中的角色》
专知会员服务
9+阅读 · 10月20日
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
13+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
19+阅读 · 10月15日
相关VIP内容
相关资讯
“推荐系统”加上“图神经网络”
机器学习与推荐算法
12+阅读 · 2020年3月23日
非平衡数据集 focal loss 多类分类
AI研习社
33+阅读 · 2019年4月23日
半监督多任务学习:Semisupervised Multitask Learning
我爱读PAMI
18+阅读 · 2018年4月29日
论文笔记:多任务相关粒子滤波跟踪器
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2017年7月7日
相关基金
国家自然科学基金
1+阅读 · 2016年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员