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Le compteur mal connu : l’HyperLogLog

mardi 7 octobre 2014 à 16:02

Non, ce n’est pas une faute de frappe. l’HyperLogLog est un algo qui permet de compter approximativement des éléments uniques en prenant très peu de mémoire.

Prenez par exemple un compteur d’IP uniques. En Python, on l’implémenterait en mettant les adresses IP dans un set() (puisqu’ils éliminent les doublons) et pour obtenir le nombre d’IP uniques, on ferait len() sur le set.

Une bonne stratégie, performante (les sets sont très rapides pour ce genre d’usage), simple, mais avec un défaut : la taille du set ne va cesser d’augmenter au fur et à mesure qu’on le remplit d’IP puisqu’il nous faut l’historique de toutes celles rencontrées pour éviter les doublons.

L’HyperLogLog répond à cette problématique : il tient un journal probabiliste qui va se remplir au fur et à mesure qu’on rencontre des nouveaus éléments. On peut ensuite demander au journal combien d’éléments uniques il a rencontré, et il répond avec une marge d’erreur.

Avantage : la taille en mémoire est fixe.
Désavantage : le compteur n’est pas parfaitement précis.

La précision obtenue est dépendante de la place en mémoire, par exemple si on on tolère 1% d’erreur, le journal prendra au maximum 12kb, permettant de compter jusqu’à 2^64 items.

Bref, si vous faites juste un compteur à afficher en pied de page de votre site, c’est un très bon compromis. On peut accepter d’avoir un peu plus ou un peu moins de visiteurs que la réalité qui s’affiche, sachant que la stat elle-même n’est pas vraiment réprésentative de la réalité (IP != de visiteurs uniques).

En Python, il existe une lib (uniquement 2.7 il me semble) pour ça :

>>> import hyperloglog, random
>>> hll = hyperloglog.HyperLogLog(0.01)  # on accepte une erreur de 1%
>>> hll.add("119.250.66.95")
>>> print len(hll)  
1
>>> hll.add("119.250.66.95")
>>> print len(hll)  
1
>>> hll.add("219.81.118.147")
>>> print len(hll)  
2
>>> for x in xrange(1000):
... ip = ".".join(str(random.randint(1, 255)) for x in range(4))
... print ip
... hll.add(ip)
114.208.49.91
11.72.239.16
67.56.229.66
191.62.59.163
61.104.232.43
110.58.69.141
246.123.30.234
244.246.65.219
98.93.193.114
185.143.143.69
191.177.161.213
...
>>> print len(hll) # 1000 items unique. Environ :)
1004

Vous pouvez également profiter de l’HyperLogLog via une extension PostGres ou en utilisant une version récente de Redis.

La plupart des compteurs sur les sites sont complètement bidons, alors vous, honnête que vous êtes, embrassez l’approximatif ! C’est presque la vérité. Presque.