大型系统如Twitter和Facebook使用缓存和布隆过滤器来快速检查用户名或邮箱是否已被使用。缓存减少数据库负载，而布隆过滤器更高效。布隆过滤器是一种内存高效的概率数据结构，能快速判断元素是否存在，但可能出现假阳性。它使用固定大小的位数组和多个哈希函数，适合分布式系统。布隆过滤器广泛应用于推荐系统、缓存过滤和安全检查，但有假阳性和无法删除元素的缺点。计数布隆过滤器可以解决删除问题。