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一、推荐系统核心技术栈
1. 大数据基础层
Spark核心组件
Spark SQL(用户行为数据ETL)
Spark MLlib(协同过滤/矩阵分解)
Spark Streaming(实时行为数据接入)
scala
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// 示例:ALS协同过滤训练 val als = new ALS() .setRank(10) .setMaxIter(15) .setRegParam(0.01) .setUserCol("userId") .setItemCol("itemId") .setRatingCol("rating") val model = als.fit(trainingData)
数据存储与处理
HDFS/对象存储(用户画像持久化)
Hive数仓(离线特征存储)
Redis(实时特征缓存)
2. 推荐算法分层
3. 工程化架构设计
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数据源 Kafka Spark Streaming 特征处理 模型服务 API网关 业务系统 │ │ └─ HDFS 离线训练 模型仓库
二、企业级实战关键模块
1. 用户行为数据管道
埋点日志收集
日志格式规范(Apache Avro Schema)
日志清洗(Spark处理脏数据)
特征工程标准化
时间窗口统计(最近7天点击率)
Embedding特征生成(Item2Vec)
2. 混合推荐策略
python
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# 示例:混合推荐逻辑(离线+实时) def hybrid_recommend(user_id): # 离线模型推荐 offline_rec = als_model.recommendForUser(user_id, 20) # 实时行为补充 realtime_rec = redis_client.lrange(f"realtime:{user_id}", 0, 5) # 去重与融合 return deduplicate(offline_rec + realtime_rec)
3. 在线服务关键设计
AB测试框架
分流策略(用户ID哈希分桶)
效果指标监控(点击率/转化率)
服务降级方案
兜底推荐(热门榜单)
缓存击穿保护(BloomFilter)
三、性能优化核心手段
1. Spark调优要点
执行效率优化
数据倾斜解决方案:
添加随机前缀(大Key拆分)
两阶段聚合(先局部后全局)
内存管理:复制
spark-submit --executor-memory 8g --conf spark.memory.fraction=0.8
资源动态分配
基于YARN/K8s的动态伸缩
Speculative Execution容错
2. 推荐实时性提升
Lambda架构实践
批处理层:全量数据每日更新
速度层:实时行为数据分钟级更新
增量训练策略
模型热更新(Partial Fit)
特征漂移检测(KS检验)
四、企业级运维实践
1. 监控报警体系
关键监控指标
数据质量:空值率/重复率
服务健康:QPS/延迟/P99
算法效果:召回率/NDCG
可视化看板
Grafana监控大屏
推荐效果AB对比报表
2. 安全与隐私
数据脱敏
用户ID加密(HMAC-SHA256)
敏感字段掩码(手机号/地址)
合规性处理
GDPR合规日志采集
推荐结果可解释性记录
五、学习路径规划
1. 基础夯实阶段(2周)
Spark核心编程
RDD/DataFrame API熟练使用
Shuffle机制与性能理解
推荐算法基础
矩阵分解原理推导
评估指标代码实现
2. 项目实战阶段(4周)
数据管道搭建
模拟日志生成 Kafka Spark处理
离线推荐系统
ALS实现电影推荐
特征工程与模型评估
实时推荐扩展
Flink处理实时点击流
Redis更新实时特征
3. 生产化改造阶段(2周)
容器化部署
Docker打包模型服务
K8s集群资源编排
自动化测试
推荐结果稳定性测试
压力测试(Locust模拟请求)
六、典型问题解决方案
冷启动问题
解决方案:基于内容推荐 + 热门榜单兜底
实施步骤:
python
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if user_is_new(user_id): return content_based_recommend(user_profile) else: return collaborative_filtering(user_id)
数据稀疏性处理
图算法扩展(基于知识图谱的关系推理)
迁移学习(跨领域数据迁移)
模型漂移检测
监控指标:AUC周环比波动 >5%触发报警
应对策略:滚动训练 + 历史模型版本回滚