高效通用正则表达式匹配架构设计：ISCA'06成果

"高效的正则表达式匹配架构设计"是一篇发表于2007年ISCA会议上关于高性能正则表达式模式匹配的论文。作者Benjamin C. Brodie、Ron K. Cytron和David E. Taylor探讨了在处理如信用卡号、货币值和电话号码这类广泛应用于数据挖掘和文本分析中的通用模式匹配问题时，如何设计一种可扩展的架构，以实现高吞吐量的性能。 该论文首先介绍了问题背景，指出传统的正则表达式（RegEx）由于其灵活性，被广泛应用在许多场景中。然而，随着数据量的增长，如何高效地处理大规模的正则表达式匹配任务成为了一个挑战。作者特别关注的是如何通过改进状态机（Finite State Machine, FSM）的表示和构造算法来提升性能。 在技术细节上，文章提出了一种新的FSM表示方法，其特点是状态转换由多个符号（m-symbols）序列触发，而非单个符号。这种设计旨在减少状态转换表（Transition Table）的列数，提高空间效率。此外，还采用了字符和序列编码技术，进一步压缩了表结构，使得状态转移更加高效。 正则表达式示例如 "$[0-9]+(\.[0-9]{2}){0,1}" 体现了论文中的核心概念。这个模式规定了匹配必须从美元符号开始，然后是一串或多个数字，可选地接着一个小数点后精确有两个数字。通过这种方式，作者展示了如何将复杂的模式逻辑转化为可高效执行的FSM操作。 论文接下来详细讨论了优化策略，可能包括并行化处理、缓存优化以及针对特定硬件平台的针对性设计。性能评估部分会展示这些改进措施对匹配速度、内存占用等关键指标的实际效果，以证明新架构在实际应用中的优势。 这篇论文为解决大规模正则表达式匹配的问题提供了一个创新且高效的解决方案，对于在实时处理大量文本数据和复杂模式匹配任务的系统设计具有重要的参考价值。