推荐系统学习笔记——四、Netfilx经典推荐系统架构

四、Netfilx经典推荐系统架构

Netflix公司发布的经典推荐系统架构，一共分为3层：

ONLINE（在线层）
NEARLINE（近线层）
OFFLINE（离线层）

这三层分别做自己的事情，配合组合一起完成系统的运行。

在线层：就是用户看到的层。 用户和产品（Client，就是电脑端、APP等等）进行交互，用户除了看到内容之外，还会有很多操作，比如说播放、评分、浏览点击、购买等等，这些操作就是事件的序列，产生打点日志。打点日志会有两个分发，一个离线分发到Hadoop，第二个是以队列的形式分发到Netflix.Manhattan（类似于Storm的实时流式计算框架）

所谓打点日志，是指用于数据统计的日志，一般前端会有打点的方法，而后端也会有类似需求。按理说，后端的一般的日志也可以做到打点的效果，但是因为一般的日志离散，风格不统一，得到的日志格式不好，不容易切分统计，所以就会想要一个独立的打点日志来实现打点。

离线层一般是天粒度或者小时粒度进行计算。得到打点日志以后，一般会存储于Hadoop的HDFS，然后使用HIVE、PIG或者Spack，进行大数据的计算，包括：数据的过滤、提取，得到查询结果Query results，把查询结果打进一个调度平台Netflix.Hermes。

Netflix.Hermes调度平台，结合当天离线数据和历史离线数据两方面的数据，进行两个分发，第一个是离线计算，第二个是模型训练，就是机器学习的算法，得到一个模型，一般指模型的参数。
模型有两个使用，第一个打到在线层，当用户的实时请求过来之后，会使用模型实时的进行计算，进行预测。另一个是到离线层的计算，这个计算综合很多的数据，比如这个模型可以预算两个结果，一个是提前预算用户的推荐列表，另一个是进行矩阵分解，得到用户向量和物品向量，可以用于在线使用。

近线层，位与在线层和离线层之间，起一个桥梁的作用。优点：几乎可以进行实时处理。事件流：比如说Kafka得到队列形式的日志之后，会进入流式计算的平台，进行近线层的计算。这个近线层的计算会获取离线数据、调用机器学习的算法、获取在线层的输入。

比如说用户做了什么发出了一个信号，近线层的计算结果会存储一些高速缓存（Cassandra、MySQl、EVcache[evcache类似于redis]）。
一个系统通常由多种缓存。Cassandra可以存储大辣的数据，T级别，主要提供高速的读取服务。
EVcache和Cassandra搭配，也是高速缓存，读取更快，也接受写操作，类似于redis
MySQL，结构化存储和查询，主要支持事务型操作，问题是在线访问的时候读写很慢。

在线层用户操作之后，发出了结果，用户怎么得到推荐列表

一般来说，一个应用服务，都会有一个统一的算法服务来进行调度，这个算法服务，会从高速缓存中获取数据，然后调用在线的计算，需要很快的返回结果。可以使用数据服务，获取需要使用的数据，也可以在线使用机器学习训练好的模型，可以得到离线系统发出的信号。
当计算好了之后，会把结果推给计算服务，计算服务给用户展示最终的结果

这个架构，需要解决的是工程问题。
挑战：架构技能处理海量数据，又能及时响应用户交互

在线层：需要快速响应

特点：快速响应，使用最新数据输入；比如200MS。
- 需要读取的数据存储在高速缓存，可以迅速读取，几毫秒、几十毫秒进行返回
- 需要的机器学习的算法也是简单的，比如LR。
缺点：不能使用复杂算法，只能读取少量数据

离线层：

特点：大部分计算包括模型训练都在这层完成
优点：可采用复杂算法，不受限制；可扫描海量数据
缺点：不能对最新情景和新数据做响应，比如天粒度

近线层：

特点：离线和在线的折中，一般将结果存入高速缓存
优点：能使用几乎最新数据计算，延迟10秒~1分钟级别
优点：允许更复杂的算法处理，加载查询更多数据
能实现海量数据、复杂算法的实时响应的映射

组合使用的例子：
1、天粒度：离线层对用户数据做矩阵分解，得到用户向量和物品向量做数据存储MySQL

2、10秒钟：近线层根据用户行为，查询TOPN相似的物品列表，存入Cassandra

3、200毫秒：在线层查询第2步的结果，更新推荐列表

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四、Netfilx经典推荐系统架构

在线层：需要快速响应

离线层：

近线层：

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