随着互联网应用的不断发展，推荐系统的作用越来越受到重视。而在推荐系统中，机器学习算法的应用已经成为了一种不可或缺的工具。然而，机器学习算法的开发、部署和管理往往需要具备专业的技能和软件开发能力。为了降低门槛，提高效率，Serverless 开源框架 MMLSG 应运而生。
什么是 Serverless 开源框架 MMLSG
MMLSG （Machine Learning Model Serving on Serverless Platform）是一个 Serverless 架构的机器学习模型部署和服务框架，支持 TensorFlow、PyTorch、MXNet、Keras 等主流机器学习框架的模型部署和在线预测服务。
MMLSG 可以自动创建、管理和缩放底层的云计算资源，无需手动配置服务器，节省了运维成本和时间。同时，它还提供了 RESTful API 接口，方便依赖这些模型的应用进行在线预测。
使用 MMLSG 构建推荐系统
在实际应用中，推荐系统通常采用协同过滤、矩阵分解、深度学习等方法实现，具体算法的选取还需要结合业务场景和数据情况来决定。在本文中，我们以 Collaborative Filtering （协同过滤）算法为例，介绍如何使用 MMLSG 构建推荐系统。
Collaborative Filtering 算法
Collaborative Filtering （以下简称 CF）算法是一种基于用户行为的推荐算法，它基于用户历史的行为数据来推荐给用户可能喜欢的物品。CF 算法主要分为两类：基于用户的 CF 和基于物品的 CF。
基于用户的 CF 算法主要是找到和目标用户兴趣相似的一组用户，然后把这些用户所喜欢的物品推荐给目标用户。基于物品的 CF 算法则是首先找到目标用户喜欢的物品，然后再找到和这些物品兴趣相似的一组物品，把这些物品推荐给用户。
在实际应用中，一般会采用基于物品的 CF 算法，因为基于用户的 CF 算法容易受到冷启动问题和数据稀疏性等因素的影响。
构建推荐系统
首先，我们需要准备好用于训练和测试的数据。这里我们使用 MovieLens 数据集来进行实验。MovieLens 数据集包含一组用户对电影的评分数据，其中用户和电影都有一个唯一的编号。数据集可以从网上下载得到，这里不再赘述。
接着，我们使用 Python 代码来实现 CF 算法。具体而言，我们实现了一个矩阵分解算法，使用梯度下降来优化模型参数。
-- -------------------- ---- -------
------ ----- -- --
--- ------------
---- - --
----- - -----
----- - -----
---- ------------------- ---- -- --
--- ---- -- --
----- ----- ------- - - ------------------------
---- - ---------
---- - ---------
------ - -----------
------------------ ----- --------
---------------
---------------
---- - --------------
------ ----- ------ -----
--- ----------- ------ ------ -------- ------------- ------------- ------------ --------------
------- - ----------
------- - ----------
----- - ----------------------- ----------------
----- - ----------------------- ----------------
--- - ------------------ ---------
--- --- -- -- -- -----
------------- --------- - -
- - ------------------------------- ------
- - ------------------------------- ------
--- -- -- ----------------
--- --- -- -- -- -----
---- - - - ------------------- --------------
------ - - ---- - ----------- - -------- - -----------
------ - - ---- - ----------- - -------- - -----------
----------- -- ----- - ------
----------- -- ----- - ------
---- - ------------------- - --------- --------- - ----------
-------------- --- -------- -----
----- ------ ----- - -----------
----------- ------ ------上述代码中，load_data() 函数从文件中读取数据，返回三个值：原始数据、用户编号集合和物品编号集合。train() 函数实现了矩阵分解算法，使用梯度下降方法来优化模型参数。具体而言，对于每个用户和物品，我们都有一个 $k$ 维的隐向量，它们的内积表示了该用户对该物品的兴趣程度。接下来的迭代过程中，我们不断优化这些隐向量，使它们的内积尽可能地接近真实的评分值。
最后，我们使用 MMLSG 来部署并提供在线服务。具体而言，我们将训练好的模型参数保存到文件中，然后通过 MMLSG 提供的 API 接口加载模型，并对新数据进行预测。
-- -------------------- ---- -------
------ --------
------ ----
--- ---------
--- - ---------------------------------
------- - -
------------ -------------
------------- ------------
---------- ----------
--------- ---------
---------- ---
-
- - ------------------ -------------------------
------ --------------------
--- --------------- ----------
--- - ---------- - --------
------- - ---------- -------
- - ------------------ -------------------------
------ ------------------
--- -------
-------- - --------
-- - - --------------------
--- ------------------------
------ - --
--- --- -- -- -------
-- - --- -- ----- -- - --- -- ------
-------------------
-----
--------------------------------------- ----------------
------ ------
---- ------------------ ---- -- --
-----------------------------------------------
---- ------------------ ----- -- --
---- - --------
--- - ---------------------------------
------- - ----------- ---------- ------- -----
------------------ -------------------------
----- -----
------ - ----- ----- ----- ----- ----- -----
------- - --------------- ---------
--------------上述代码中，deploy() 函数使用 MMLSG 提供的 API 创建一个新的服务端点（endpoint），并将训练好的模型参数上传到服务器中。predict() 函数利用 endpoint 发送预测请求，并返回预测结果。为了能够让 MMLSG 调用我们的预测函数，我们需要将 predict_handler() 函数的字节码转化为字符串，并通过 MMLSG 的 API 接口上传到服务器中。最后，我们使用一个循环来不断发送预测请求，并输出预测结果。
总结
本文介绍了使用 Serverless 开源框架 MMLSG 构建推荐系统的实践过程，并以 Collaborative Filtering 算法为例实现了一个简单的推荐系统。MMLSG 可以极大地提高训练、部署和管理机器学习模型的效率，降低了开发门槛，为机器学习算法在推荐系统等领域的应用提供了便利。
来源：JavaScript中文网 ，转载请注明来源 https://www.javascriptcn.com/post/64fe901195b1f8cacdd501dc