src/leveldb/util/histogram.cc

   1 // Copyright (c) 2011 The LevelDB Authors. All rights reserved.
   2 // Use of this source code is governed by a BSD-style license that can be
   3 // found in the LICENSE file. See the AUTHORS file for names of contributors.
   4
   5 #include <math.h>
   6 #include <stdio.h>
   7 #include "port/port.h"
   8 #include "util/histogram.h"
   9
  10 namespace leveldb {
  11
  12 const double Histogram::kBucketLimit[kNumBuckets] = {
  13   1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 25, 30, 35, 40, 45,
  14   50, 60, 70, 80, 90, 100, 120, 140, 160, 180, 200, 250, 300, 350, 400, 450,
  15   500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1200, 1400, 1600, 1800, 2000, 2500, 3000,
  16   3500, 4000, 4500, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000, 12000, 14000,
  17   16000, 18000, 20000, 25000, 30000, 35000, 40000, 45000, 50000, 60000,
  18   70000, 80000, 90000, 100000, 120000, 140000, 160000, 180000, 200000,
  19   250000, 300000, 350000, 400000, 450000, 500000, 600000, 700000, 800000,
  20   900000, 1000000, 1200000, 1400000, 1600000, 1800000, 2000000, 2500000,
  21   3000000, 3500000, 4000000, 4500000, 5000000, 6000000, 7000000, 8000000,
  22   9000000, 10000000, 12000000, 14000000, 16000000, 18000000, 20000000,
  23   25000000, 30000000, 35000000, 40000000, 45000000, 50000000, 60000000,
  24   70000000, 80000000, 90000000, 100000000, 120000000, 140000000, 160000000,
  25   180000000, 200000000, 250000000, 300000000, 350000000, 400000000,
  26   450000000, 500000000, 600000000, 700000000, 800000000, 900000000,
  27   1000000000, 1200000000, 1400000000, 1600000000, 1800000000, 2000000000,
  28   2500000000.0, 3000000000.0, 3500000000.0, 4000000000.0, 4500000000.0,
  29   5000000000.0, 6000000000.0, 7000000000.0, 8000000000.0, 9000000000.0,
  30   1e200,
  31 };
  32
  33 void Histogram::Clear() {
  34   min_ = kBucketLimit[kNumBuckets-1];
  35   max_ = 0;
  36   num_ = 0;
  37   sum_ = 0;
  38   sum_squares_ = 0;
  39   for (int i = 0; i < kNumBuckets; i++) {
  40     buckets_[i] = 0;
  41   }
  42 }
  43
  44 void Histogram::Add(double value) {
  45   // Linear search is fast enough for our usage in db_bench
  46   int b = 0;
  47   while (b < kNumBuckets - 1 && kBucketLimit[b] <= value) {
  48     b++;
  49   }
  50   buckets_[b] += 1.0;
  51   if (min_ > value) min_ = value;
  52   if (max_ < value) max_ = value;
  53   num_++;
  54   sum_ += value;
  55   sum_squares_ += (value * value);
  56 }
  57
  58 void Histogram::Merge(const Histogram& other) {
  59   if (other.min_ < min_) min_ = other.min_;
  60   if (other.max_ > max_) max_ = other.max_;
  61   num_ += other.num_;
  62   sum_ += other.sum_;
  63   sum_squares_ += other.sum_squares_;
  64   for (int b = 0; b < kNumBuckets; b++) {
  65     buckets_[b] += other.buckets_[b];
  66   }
  67 }
  68
  69 double Histogram::Median() const {
  70   return Percentile(50.0);
  71 }
  72
  73 double Histogram::Percentile(double p) const {
  74   double threshold = num_ * (p / 100.0);
  75   double sum = 0;
  76   for (int b = 0; b < kNumBuckets; b++) {
  77     sum += buckets_[b];
  78     if (sum >= threshold) {
  79       // Scale linearly within this bucket
  80       double left_point = (b == 0) ? 0 : kBucketLimit[b-1];
  81       double right_point = kBucketLimit[b];
  82       double left_sum = sum - buckets_[b];
  83       double right_sum = sum;
  84       double pos = (threshold - left_sum) / (right_sum - left_sum);
  85       double r = left_point + (right_point - left_point) * pos;
  86       if (r < min_) r = min_;
  87       if (r > max_) r = max_;
  88       return r;
  89     }
  90   }
  91   return max_;
  92 }
  93
  94 double Histogram::Average() const {
  95   if (num_ == 0.0) return 0;
  96   return sum_ / num_;
  97 }
  98
  99 double Histogram::StandardDeviation() const {
 100   if (num_ == 0.0) return 0;
 101   double variance = (sum_squares_ * num_ - sum_ * sum_) / (num_ * num_);
 102   return sqrt(variance);
 103 }
 104
 105 std::string Histogram::ToString() const {
 106   std::string r;
 107   char buf[200];
 108   snprintf(buf, sizeof(buf),
 109            "Count: %.0f  Average: %.4f  StdDev: %.2f\n",
 110            num_, Average(), StandardDeviation());
 111   r.append(buf);
 112   snprintf(buf, sizeof(buf),
 113            "Min: %.4f  Median: %.4f  Max: %.4f\n",
 114            (num_ == 0.0 ? 0.0 : min_), Median(), max_);
 115   r.append(buf);
 116   r.append("------------------------------------------------------\n");
 117   const double mult = 100.0 / num_;
 118   double sum = 0;
 119   for (int b = 0; b < kNumBuckets; b++) {
 120     if (buckets_[b] <= 0.0) continue;
 121     sum += buckets_[b];
 122     snprintf(buf, sizeof(buf),
 123              "[ %7.0f, %7.0f ) %7.0f %7.3f%% %7.3f%% ",
 124              ((b == 0) ? 0.0 : kBucketLimit[b-1]),      // left
 125              kBucketLimit[b],                           // right
 126              buckets_[b],                               // count
 127              mult * buckets_[b],                        // percentage
 128              mult * sum);                               // cumulative percentage
 129     r.append(buf);
 130
 131     // Add hash marks based on percentage; 20 marks for 100%.
 132     int marks = static_cast<int>(20*(buckets_[b] / num_) + 0.5);
 133     r.append(marks, '#');
 134     r.push_back('\n');
 135   }
 136   return r;
 137 }
 138
 139 }  // namespace leveldb