打包教你推荐系统的开源工具和框架

如果我们懂得了原理，知道了实际推荐系统需要考虑哪些元素之后，却在你摩拳擦掌之际，发现要先从挖地基开始，你整个人可能是崩溃的。

轮子不要重复造

但是事实上你没必要这样做也不应该这样做。大厂研发力量雄厚，业务场景复杂，数据量大，自己从挖地基开始研发自己的推荐系统则是非常常见的，然而中小厂职工们则要避免重复造轮子。这是因为下面的原因。

1、中小企业，或者刚刚起步的推荐系统，要达成的效果往往是基准线，通用的和开源的已经能够满足;

2、开源的轮子有社区贡献，经过若干年的检验后，大概率上已经好于你自己从零开始写一个同样功能的轮子;

3、对于没有那么多研发力量的厂来说，时间还是第一位的，先做出来，这是第一要义。

既然要避免重复造轮子，就要知道有哪些轮子。

有别于介绍一个笼统而大全的“推荐系统”轮子，我更倾向于把粒度和焦点再缩小一下，介于底层的编程语言 API 和大而全的”推荐系统”之间，本文按照本专栏的目录给你梳理一遍各个模块可以用到的开源工具。

这里顺带提一下，选择开源项目时要优先选择自己熟悉的编程语言、还要选有大公司背书的，毕竟基础技术过硬且容易形成社区、除此之外要考虑在实际项目中成功实施过的公司、最后还要有活跃的社区氛围。

内容分析

基于内容的推荐，主要工作集中在处理文本，或者把数据视为文本去处理。文本分析相关的工作就是将非结构化的文本转换为结构化。主要的工作就是三类。

1、主题模型;

2、词嵌入;

3、文本分类。

可以做这三类工作的开源工具有下面的几种。

由于通常我们遇到的数据量还没有那么大，并且分布式维护本身需要专业的人和精力，所以请慎重选择分布式的，将单机发挥到极致后，遇到瓶颈再考虑分布式。

这其中 FastText 的词嵌入和 Word2vec 的词嵌入是一样的，但 FastText 还提供分类功能，这个分类非常有优势，效果几乎等同于 CNN，但效率却和线性模型一样，在实际项目中久经考验。LightLDA 和 DMWE 都是微软开源的机器学习工具包。

协同过滤和矩阵分解

基于用户、基于物品的协同过滤，矩阵分解，都依赖对用户物品关系矩阵的利用，这里面常常要涉及的工作有下面几种。

1、KNN 相似度计算;

2、SVD 矩阵分解;

3、SVD++ 矩阵分解;

4、ALS 矩阵分解;

5、BPR 矩阵分解;

6、低维稠密向量近邻搜索。

可以做这些工作的开源工具有下面几种。

这里面的工作通常是这样：基础协同过滤算法，通过计算矩阵的行相似和列相似得到推荐结果。

矩阵分解，得到用户和物品的隐因子向量，是低维稠密向量，进一步以用户的低维稠密向量在物品的向量中搜索得到近邻结果，作为推荐结果，因此需要专门针对低维稠密向量的近邻搜索。

同样，除非数据量达到一定程度，比如过亿用户以上，否则你要慎重选择分布式版本，非常不划算。

模型融合

模型融合这部分，有线性模型、梯度提升树模型。

线性模型复杂在模型训练部分，这部分可以离线批量进行，而线上预测部分则比较简单，可以用开源的接口，也可以自己实现。

其他工具

Bandit 算法比较简单，自己实现不难，这里不再单独列举。至于深度学习部分，则主要基于 TensorFlow 完成。

存储、接口相关开源项目和其他互联网服务开发一样，也在对应章节文章列出，这里不再单独列出了。

完整推荐系统

这里也梳理一下有哪些完整的推荐系统开源项目，可以作为学习和借鉴。 所谓完整的推荐系统是指：包含推荐算法实现、存储、接口。

总结

你可能注意到了，这里的推荐系统算法部分以 Python 和 C++ 为主，甚至一些 Python 项目，底层也都是用 C++ 开发而成。

因此在算法领域，以 Python 和 C++ 作为开发语言会有比较宽泛的选择范围。

至于完整的推荐系统开源项目，由于其封装过于严密，比自己将大模块组合在一起要黑盒很多，因此在优化效果时，不是很理想，需要一定的额外学习成本，学习这个系统本身的开发细节，这个学习成本是额外的，不是很值得投入。

因此，我倾向于选择各个模块的开源项目，再将其组合集成为自己的推荐系统。这样做的好处是有下面几种。

1、单个模块开源项目容易入手，学习成本低，性能好;

2、自己组合后更容易诊断问题，不需要的不用开发;