引言(痛点分析)​

亲爱的开发者、架构师们,您是否正在为以下问题而困扰?

随着业务飞速发展,您的用户量突破亿级大关,传统的推荐系统开始力不从心。基于离线批处理的推荐结果更新缓慢,无法捕捉用户的实时兴趣;面对突如其来的流量高峰,系统响应延迟飙升,用户体验急剧下降;同时,在全量商品库中进行海量候选集召回精准排序,计算耗时漫长,成为业务增长的瓶颈。

如果您正在为推荐时效性、系统扩展性和高并发性能而焦虑,那么,腾讯云为您准备的这套基于向量数据库实时计算的毫秒级推荐架构,将是您的最佳选择。

解决方案架构图与概述

本方案的核心设计思想是:​利用实时流处理捕捉用户瞬时兴趣,借助高性能向量数据库实现毫秒级相似检索,最终融合长短期兴趣做出精准推荐。​

一图胜千言,以下是该方案的架构图,清晰地展示了数据流动与核心组件的协同:

亿级用户推荐系统解决方案:向量数据库+实时计算架构实现毫秒级推荐 - LikaCloud云计算

其工作流程(Workflow)如下:

  1. 实时采集:​​ 用户在前端产生的行为数据(如点击、浏览、收藏)被实时采集并发送至TDMQ RocketMQ消息队列,进行削峰填谷和解耦。
  2. 实时处理:​​ ​流计算 Oceanus​ 消费消息队列中的数据,进行实时特征提取、聚合,并调用模型快速推理,生成用户的实时兴趣向量
  3. 向量检索:​​ 用户的实时向量和预处理好的物品向量均存储在腾讯云向量数据库中。当需要进行推荐时,业务应用直接向向量数据库发起查询,其在毫秒内返回最相似的物品集合。
  4. 数据与模型底座:​​ ​TBDS/WeData大数据平台负责离线的数据清洗、整合和用户长期画像构建。​TI-ONE机器学习平台则用于训练和产出高质量的深度学习推荐模型,为实时计算和向量化提供模型支撑。
  5. 业务集成:​​ 推荐业务逻辑(如过滤、排序规则)部署在CVM上,通过内网安全、高速地调用各类服务,并将最终推荐结果返回给用户。

该架构完美解决了引言中提出的实时性、扩展性和性能三大痛点。

核心产品与组件详解

组件扮演角色关键配置/选型建议为何选择它
腾讯云向量数据库
(Tencent Cloud VectorDB)​
系统的核心,负责存储所有物品和用户向量,并提供毫秒级近似最近邻搜索(ANN)​选择高性能实例类型,根据数据量(十亿/百亿级)选择合适规格。索引类型选择HNSW以追求极致性能。专为向量搜索优化,性能远超传统数据库方案。单索引支持千亿级向量,​99.99%高可用,免运维,极大降低开发运维成本。
流计算 Oceanus实时计算大脑,负责消费用户行为流,进行实时特征计算和用户向量生成。选择Flink版本,根据数据吞吐量选择CU(计算单元)数量。开启Checkpoint功能保障状态一致性。全托管Apache Flink服务,提供亚秒级处理延迟和高吞吐能力。无需关心集群运维,专注业务逻辑开发,轻松实现复杂事件处理。
消息队列 TDMQ
(RocketMQ 版)​
系统的神经中枢,负责承接所有实时用户行为数据,并缓冲和解耦上下游系统。选择RocketMQ 5.x版本以获得更好性能。Topic分区数设置与并发消费者数量匹配,保证吞吐量。具备极致的吞吐能力和低延迟,完美支撑亿级用户的高并发写入。完全兼容Apache RocketMQ生态,无缝对接现有系统。
大数据平台 WeData/TBDS数据基石,负责离线的数据ETL、数据质量管理和用户长期画像构建。使用WeData进行数据开发和任务调度,使用TBDS处理超大规模数据的存储与计算。提供一站式数据治理能力,确保输入到模型和实时系统的数据是准确、可靠的,从源头保障推荐效果。
机器学习平台 TI-ONE推荐算法的发动机,用于训练和部署双塔模型、DNN等深度学习模型,生成高质量向量。使用Notebook进行特征和模型实验,使用训练平台进行大规模分布式训练,使用模型服务进行一键部署。提供从特征工程到模型服务的全流程支持,内置多种算法框架和优化组件,大幅提升算法工程师的研发效率。
云服务器 CVM & 私有网络 VPC业务逻辑的承载者,用于部署推荐API服务、策略服务等业务应用。CVM选择计算优化型。所有组件部署在同一地域的同一个VPC内,确保网络延迟最低、通信最安全。VPC为所有云产品提供一个隔离、安全、高速的内网环境,是保障整个系统高性能和安全性的基础。

方案优势总结

  • ⚡ 毫秒级响应:​​ 依托腾讯云向量数据库的极致检索性能,推荐召回延迟降至毫秒级,用户体验丝般顺滑。
  • ? 无限扩展:​​ 架构中各组件均为分布式设计,可轻松水平扩展,从容应对从百万到千亿级用户和物品的增长。
  • ? 精准推荐:​​ 实时计算与向量化检索相结合,既能反映用户长期偏好,又能敏锐捕捉实时兴趣,推荐精准度显著提升。
  • ?️ 稳定可靠:​​ 全托管服务提供自动故障转移和高可用保障,系统可用性高达99.99%,为业务连续性保驾护航。
  • ? 降本增效:​​ 免去繁琐的基础设施运维,让开发和算法团队更专注于业务创新,总拥有成本(TCO)大幅降低。

应用场景与适用客户

  • 典型应用场景:​
    • 电商平台:​​ 实现“猜你喜欢”、“看了又看”等实时个性化推荐,提升点击率和GMV。
    • 内容资讯/短视频平台:​​ 根据用户实时浏览行为快速更新信息流内容,增加用户粘性和停留时长。
    • 音乐/电台应用:​​ 实时生成下一首播放推荐,打造沉浸式体验。
  • 适用客户特征:​
    • 用户体量巨大(日活百万级以上),面临严峻的性能和扩展性挑战。
    • 业务对推荐结果的实时性要求极高,需要快速反馈用户最新行为。
    • 技术团队希望采用业界领先架构,但希望减少运维投入,聚焦核心业务逻辑。

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